一种非等功率四信号分量频谱正交重叠调制的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及卫星导航及通信技术领域，特别是卫星导航通信一体化系统的信号调制方法和调制装置，更具体地是涉及一种非等功率四信号分量频谱正交重叠调制的方法及装置。所述方法包括下述步骤：S1生成四路并行且不相关的非等功率二进制基带服务信号s

【技术实现步骤摘要】
一种非等功率四信号分量频谱正交重叠调制的方法及装置
本专利技术涉及卫星导航及通信
，特别是卫星导航通信一体化系统的信号调制方法和调制装置，更具体地是涉及一种非等功率四信号分量频谱正交重叠调制的方法及装置。
技术介绍
随着以GPS、GLONASS、GALILEO、BDS等现代卫星导航系统的发展，用户定位精度不断提高，已经达到了厘米量级。另一方面，以Intelsat-9/10系列卫星、iPStar通信卫星、Inmarsat-4卫星、APSTAR-6卫星为代表的宽带卫星通信系统也不断发展，通信性能得到较大提升。显然，随着人们日益增大的定位和通信需求，卫星通信和导航一体化系统将是未来的发展趋势，也是业内今后研究的热点。我国的北斗一号卫星导航系统是基于双星定位的区域卫星导航系统，属于典型的通信导航一体化系统，具有快速定位、高精度授时与短报文通信的功能，在我国未来全球卫星导航系统中是不可或缺的组成部分。传统的北斗一号RDSS入站信号为短突发信号，大容量入站时随着入站信号数量的增加，入站信号重叠概率增加，多址干扰加剧，限制了系统最大入站容量。提高扩频码速率可以进一步提高系统容量，同时能够提升接收信号的性能，但是由于卫星转发器带宽受限，无法提高扩频码速率。如何能够在有限的频带宽度内实现更高扩频码速率信号的传输将是未来通信导航一体化系统面临的难题。正交频分调制是当前普遍采用的有效利用频谱资源的调制方式，但是该调制方式面临高峰均比的问题，对发射机和传输信道要求较高。例如在北斗系统RDSS、站间时间同步/数据传输系统为代表的传统的通信导航一体化系统通常采用传统的CDMA体制中，采用北斗系统RDSS系统入站信号进行分析，传统的BPSK调制的码率为4.08MHz，BPSK调制在通信容量、测距性能、抗干扰性能、抗多径能力等方面的都有待于提高。所以针对有限频带内的信号设计难题，一种新型调制技术是迫切需要的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种非等功率四信号分量频谱正交重叠调制的方法及装置，以有效利用频谱资源，提升信号的接收性能，并能保证信号包络恒定。本专利技术的技术方案为：一种非等功率四信号分量频谱正交重叠调制的方法，包括下述步骤：S1生成四路并行且不相关的非等功率二进制基带服务信号s1(t)、s2(t)、s3(t)、s4(t)：根据实际需要生成四路并行且不相关的非等功率二进制基带服务信号s1(t)、s2(t)、s3(t)、s4(t)，其中s1(t)表示在t时刻第一路基带服务信号的幅值，s2(t)表示在t时刻第二路基带服务信号的幅值，s3(t)表示在t时刻第三路基带服务信号的幅值，s4(t)表示在t时刻第四路基带服务信号的幅值，四路基带服务信号的幅值取值为+1或－1；经过非等功率四信号分量频谱正交重叠调制后的信号为s(t)；服务信号s1(t)与s2(t)功率相等，服务信号s3(t)与s4(t)功率相等，且s1(t)与s3(t)的功率比为1:p2,p＞0，p为功率参数；本专利技术的目标在于如何实现这四个基带服务信号的多频正交调制。S2查表获取二进制基带服务信号的复指数信号取值：为了实现非等功率四信号分量频谱正交重叠调制，需要采用多电平量化的复指数信号完成不同的二进制基带服务信号的频谱搬移，定义二进制基带服务信号s1(t)、s2(t)、s3(t)、s4(t)对应的多电平量化的复指数信号分别为及其中的k1(t)，k2(t)，k3(t)，k4(t)分别是各复指数信号的子载波寻址函数，对应的相位取值如表1所示：表1信号分量的子载波寻址函数相位取值tmoduloTsc/8k1(t)k2(t)k3(t)k4(t)[0,Tsc/8)31551[Tsc/8,2Tsc/8)591115[2Tsc/8,3Tsc/8)73113[3Tsc/8,4Tsc/8)913711[4Tsc/8,5Tsc/8)117139[5Tsc/8,6Tsc/8)13137[6Tsc/8,7Tsc/8)151195[7Tsc/8,Tsc]15153表1中，Tsc为多电平量化的复指数信号对应的电平最小周期。S3查表获取交调信号的复指数信号取值：为了实现非等功率四信号分量的恒包络调制，需要加入交调信号，交调信号定义为saI(t)、saQ(t)、sbI(t)、sbQ(t)，表示如下：saI(t)＝s2(t)s3(t)s4(t),saQ(t)＝s1(t)s3(t)s4(t)sbI(t)＝s1(t)s2(t)s4(t),sbQ(t)＝s1(t)s2(t)s3(t)表2交调信号的子载波寻址函数相位取值tmoduloTsc/8k5(t)k6(t)k7(t)k8(t)[0,Tsc/8)151195[Tsc/8,2Tsc/8)913711[2Tsc/8,3Tsc/8)31551[3Tsc/8,4Tsc/8)13137[4Tsc/8,5Tsc/8)73113[5Tsc/8,6Tsc/8)15153[6Tsc/8,7Tsc/8)117139[7Tsc/8,Tsc]591115交调信号需要采用多电平量化的复指数信号完成对应的频谱搬移，以实现恒包络调制，定义交调信号saI(t)、saQ(t)、sbI(t)、sbQ(t)对应的多电平量化的复指数信号分别为其中的k5(t)、k6(t)、k7(t)、k8(t)分别是各复指数信号的子载波寻址函数，对应的相位取值如表2所示；S4得到非等功率四信号分量频谱正交重叠调制基带信号的解析表达式s(t)：根据S2、S3得到的多电平量化的复指数信号，得到的非等功率四信号分量频谱正交重叠调制基带信号s(t)的解析表达式如下：交调参数b与a由下述步骤计算：S4.1首先利用下式计算中间变量c和d：S4.2再根据如下三种情况之一计算交调参数b：第一种情况：当时，交调参数b的计算公式如下：第二种情况：当时，交调参数b的计算公式如下：第三种情况：当时，交调参数b的计算公式如下：S4.3根据交调参数b和功率参数p，按下式计算交调参数a：S5将恒包络基带信号s(t)正交调制到载波：将S4中得到的恒包络基带信号s(t)的实部信号和虚部信号分别调制到频率相同但相位相差π/2的两个载波上，形成两个调制信号，载波的频率根据实际应用需求选取，将上述两个调制信号相加或相减，形成正交调制到载波的非等功率四信号分量频谱正交重叠调制信号。进一步地，S1生成的四路基带服务信号可以是一路信号通过串并转换生成的四路基带信号，也可以是四路独立的基带信号。进一步地，S5中对于卫星导航与通信系统，载波频率选取在L、S频段。进一步地，S5中所述两个相位相差π/2的载波频率高于s1(t)、s2(t)、s3(t)、s4(t)中任意一个服务信号的单边主瓣带宽。本专利技术还提供一种非等功率四信号分量频谱正交重叠调制的装置，包括子载波相位查找器、基带信号生成器和正交调制器。所述子载波相位查找器用于生成多电平量化的复指数信号及和的相位，所述多电平量化的复指数信号完成如上所述方法中定义的四路二进制基带服务信号s1(t)、s2(t)、s3(t)、s4(t)及相应的交调信号saI(t)、saQ(t)、sbI(t)、sbQ(t)的频谱搬移。所述子载波相位查找器用于根据多电平量化的复指数信号的子载波寻址函数k1(t)，k2(t)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非等功率四信号分量频谱正交重叠调制的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：S1生成四路并行且不相关的非等功率二进制基带服务信号s

【技术特征摘要】
1.一种非等功率四信号分量频谱正交重叠调制的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：S1生成四路并行且不相关的非等功率二进制基带服务信号s1(t)、s2(t)、s3(t)、s4(t)：根据实际需要生成四路并行且不相关的非等功率二进制基带服务信号s1(t)、s2(t)、s3(t)、s4(t)，其中s1(t)表示在t时刻第一路基带服务信号的幅值，s2(t)表示在t时刻第二路基带服务信号的幅值，s3(t)表示在t时刻第三路基带服务信号的幅值，s4(t)表示在t时刻第四路基带服务信号的幅值，四路基带服务信号的幅值取值为+1或－1；经过非等功率四信号分量频谱正交重叠调制后的信号为s(t)；服务信号s1(t)与s2(t)功率相等，服务信号s3(t)与s4(t)功率相等，且s1(t)与s3(t)的功率比为1:p2,p＞0，p为功率参数；本发明的目标在于如何实现这四个基带服务信号的多频正交调制；S2查表获取二进制基带服务信号的复指数信号取值：定义二进制基带服务信号s1(t)、s2(t)、s3(t)、s4(t)对应的多电平量化的复指数信号分别为及其中的k1(t)，k2(t)，k3(t)，k4(t)分别是各复指数信号的子载波寻址函数，对应的相位取值如表1所示：表1信号分量的子载波寻址函数相位取值tmoduloTsc/8k1(t)k2(t)k3(t)k4(t)[0,Tsc/8)31551[Tsc/8,2Tsc/8)591115[2Tsc/8,3Tsc/8)73113[3Tsc/8,4Tsc/8)913711[4Tsc/8,5Tsc/8)117139[5Tsc/8,6Tsc/8)13137[6Tsc/8,7Tsc/8)151195[7Tsc/8,Tsc]15153表1中，Tsc为多电平量化的复指数信号对应的电平最小周期；S3查表获取交调信号的复指数信号取值：交调信号定义为saI(t)、saQ(t)、sbI(t)、sbQ(t)，表示如下：saI(t)＝s2(t)s3(t)s4(t),saQ(t)＝s1(t)s3(t)s4(t)sbI(t)＝s1(t)s2(t)s4(t),sbQ(t)＝s1(t)s2(t)s3(t)交调信号需要采用多电平量化的复指数信号完成对应的频谱搬移，以实现恒包络调制，定义交调信号saI(t)、saQ(t)、sbI(t)、sbQ(t)对应的多电平量化的复指数信号分别为其中的k5(t)、k6(t)、k7(t)、k8(t)分别是各复指数信号的子载波寻址函数，对应的相位取值如表2所示；表2交调信号的子载波寻址函数相位取值tmoduloTsc/8k5(t)k6(t)k7(t)k8(t)[0,Tsc/8)151195[Tsc/8,2Tsc/8)913711[2Tsc/8,3Tsc/8)31551[3Tsc/8,4Tsc/8)13137[4Tsc/8,5Tsc/8)73113[5Tsc/8,6Tsc/8)15153[6Tsc/8,7Tsc/8)117139[7Tsc/8,Tsc]591115S4得到非等功率四信号分量频谱正交重叠调制基带信号的解析表达式s(t)：根据S2、S3得到的多电平量化的复指数信号，得到的非等功率四信号分量频谱正交重叠调制基带信号s(t)的解析表达式如下：交调参数b与a由下述步骤计算：S4.1首先利用下式计算中间变量c和d：S4.2再根据如下三种情况之一计算交调参数b：第一种情况：当时，交调参数b的计算公式如下：

【专利技术属性】
技术研发人员：黄新明，朱祥维，赵鑫，龚航，李井源，李骁逸，徐博，雍玲，楼生强，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43