基于频域实现的直接序列扩频通信的发射机装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于频域实现的直接序列扩频通信的发射机装置，包括直接序列扩频模块、串并转换模块、离散傅里叶变换模块、子载波映射模块、子载波信号加权模块和反向快速傅里叶变换模块。本发明专利技术还公开了基于频域实现的直接序列扩频通信的发射方法，通过频域实现，扩频通信体系具有了更强的一般性，能够适应更多的应用需求和通信场合；给出完善的直接虚拟扩频通信的发射机方法，并且最大可能地使之与传统的扩频体系保持兼容；在信道带宽的配置上，满足用户或者系统的动态配置需求，以覆盖不同业务种类和通信距离指标。

【技术实现步骤摘要】
基于频域实现的直接序列扩频通信的发射机装置及方法
本专利技术涉及无线通信
，特别是基于频域实现的直接序列扩频通信的发射机装置及方法。
技术介绍
长久以来，为了满足特种电台、对讲机、自组织网络等特定系统的设计需求，频谱扩频技术通过与单载波技术深度融合，事实上已经构建为针对性强、系列化、通用化、性能稳健和远距离通信的基带波形基础。然而，局限于单载波技术的技术特点，在信道带宽的动态配置，传输性能的稳健性，以及接收机的实现复杂度等方面问题很多，例如：传播距离受限，网络拓扑单调，承载业务有限，设备实现复杂、成本高、功耗高等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，而提供基于频域实现的直接序列扩频通信的发射机装置及方法，通过频域实现，扩频通信体系具有了更强的一般性，能够适应更多的应用需求和通信场合；给出完善的直接虚拟扩频通信的发射机方法，并且最大可能地使之与传统的扩频体系保持兼容；在信道带宽的配置上，满足用户或者系统的动态配置需求，以覆盖不同业务种类和通信距离指标。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：根据本专利技术提出的基于频域实现的直接序列扩频通信的发射机装置，包括直接序列扩频模块、串并转换模块、离散傅里叶变换模块、子载波映射模块、子载波信号加权模块和反向快速傅里叶变换模块；其中，直接序列扩频模块，用于将每一个输入的符号进行频谱扩展，输出的扩频信号经串并转换模块输出至离散傅里叶变换模块；离散傅里叶变换模块，用于将接收到的时间域的扩频信号变换为频率域的信号，该频率域的信号输出至子载波映射模块；子载波映射模块，用于按照用户指定映射方式，将离散傅里叶变换模块输出的频率域的信号转换为多个子载波信号，子载波信号输出至子载波信号加权模块；子载波信号加权模块，用于对多个子载波信号分别进行增益调整，输出增益调整之后的子载波信号至反向快速傅里叶变换模块；反向快速傅里叶变换模块，用于将经过增益调整之后的子载波信号再次变换到时域上，输出时间域的信号数据。作为本专利技术所述的基于频域实现的直接序列扩频通信的发射机装置进一步优化方案，还包括循环前缀扩展模块，用于将反向快速傅里叶变换模块输出的时间域的信号数据中每个符号末尾的一部分内容复制到该数据的前面。作为本专利技术所述的基于频域实现的直接序列扩频通信的发射机装置进一步优化方案，离散傅里叶变换模块是根据输入次序按照时间录入接收到的时间域的扩频信号。基于频域实现的直接序列扩频通信的发射方法，包括以下步骤：步骤一、对每一个输入的符号进行频谱扩展操作，得到扩频信号；步骤二、将时间域的扩频信号变换为频率域的信号；步骤三、按照时间顺序每次获取N大小的数据块，按照用户指定格式，将频率域的信号转换为多个子载波信号；步骤四、根据信号间的映射关系，对多个子载波信号分别进行增益调整；步骤五、将经过增益调整之后的子载波信号再次变换到时域上，输出时间域的信号数据。作为本法专利技术所述的基于频域实现的直接序列扩频通信的发射方法进一步优化方案，步骤五之后还包括步骤六，具体如下：将时间域的信号数据的前面添上循环前缀；循环前缀为信号数据中每个符号末尾的一部分，将内容复制到该数据的前面。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：(1)基于本专利技术提出的扩频通信发射机装置，可以根据系统设计和运行的需求灵活配置信道波形的信号带宽，可以运用快速变换技术以简洁明快的方式实现复杂接收机中的均衡算法，同时，保持系统以稳健的性能展示出来；(2)当性能不佳时，可以调整DSSS模块的扩频增益，对噪声的信道衰落进行有效抑制，提升接收机的检测性能；或者降低信道带宽，提升有限带宽中的信号信噪比水平，并消除选择性频率域信道衰落带来的性能检测恶化；因此，DSSS扩频与单载波的接收机在性能上是相互弥补的，可以适当调控；(3)当宽带业务成为高信噪比条件下的承载业务时，可以适当扩大信号带宽，提升传输容量，支撑高带宽业务的传输；反之，当远距离传送非常重要时，可以通过调整扩频增益和信号带宽，来延伸信号的可到达范围；(4)当多径干扰非常浓密时，可以采用降低信号带宽的办法，使得接收机均衡器的性能趋向稳健；反之，提升扩频增益，对抗噪声的放大与接收信噪比的恶化。附图说明图1是本专利技术的装置示意图。具体实施方式下面结合说明书附图对本专利技术进行下面描述：本专利技术遵从直接序列扩频通信的体系框架，仅仅对扩频之后的信号序列进行正交频域变换。同时，为了降低多径反射所引起的信号串扰，需要对发送的每一块数据扩展循环前缀，如图1中所示。第一步：直接序列扩频模块DSSS。该模块的输入信号就是已经按照既定编码、调制方式处理好的信号流，或者说符号流。DSSS模块的功能就是对每一个输入的符号进行频谱扩展操作。举例来说，对一个按照Ts采样的符号流，必须按照扩频之后的采样速率Tc进行频谱扩展，这里，Ts＝MTc，M>1。假如g(nTc)是一种特定的扩频码，扩频的具体过程可以表示为x(nTc)＝∑kskg(nTc-kTs)，n＝0,1,2,…。该模块的输出是经过了扩频之后上采样的数据流xn＝x(nTc)。第二步：离散傅里叶变换模块DFT。该模块的输入来自于前一个串并转换模块(S/P)的输出，输入次序按照时间录入的先后来做。在本模块中，将完成所谓的DFT正交变换，将时间域的序列信号变换为频率域的信号分量，具体过程可以表达为：其中，该模块的输出则是上述DFT模块的变换结果，每N数据一组，按照时间先后顺序，并且与输入的数据块有相互对应关系。第三步：子载波映射模块SM。该模块的输入来自于前面的DFT模块，按照时间顺序每次获取N大小的数据块。但是，这N数据如何映射到后面关联的反向快速傅里叶变换模块IFFT上去(这里，IFFT的大小L>N)，却是需要用户事先指定和配置好的。该模块的输出就是按照用户指定格式，将DFT的不同子载波信号对应匹配到相应的IFFT模块的子载波上去的。例如，如果输入和输出的序号分别为n和l，那么，l＝SM(n),n＝0,1,…,N-1；l＝0,1,…,L-1，显然，这里SM的配置是由用户预设的。第四步：子载波信号加权模块SW。该模块的输入来自于前面的子载波映射模块SM，一旦信号之间的映射关系已经确认，那么，本模块定义的子载波信号加权操作就会开始实施。简单地讲，本模块的目的就是对相应的子载波信号进行增益调整，假设SM(l)＝gl，这里，gl是与子载波序号l关联的幅度增益，由用户预先定义和规定，而l＝0,1,2,…,L-1。显然，该模块的输出是相应经过增益调整之后的子载波信号。第五步：反向快速傅里叶变换模块IFFT。该模块的输入来自于经过增益调整的子载波信号。严格地讲，这些信号都是频域信号，它们都一一对应其相应的子载波频率，因此，本模块的目标是将这些频域信号再次变换到时域去，便于在信道中传输。在本模块中，将完成所谓的IFFT正交变换，将频率域的序列信号变换为时间域的信号量，具体过程可以表达为：其中，该模块的输出则是上述IFFT模块的变换结果，每L数据一组，按照时间先后顺序，并且与输入的数据块有相互对应关系。第六步：循环前缀扩展模块CPextension。该模块的输入来自于IFFT模块的输出，但是，为了降低信道多径所引起的信号串扰，提升接收机的检测本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于频域实现的直接序列扩频通信的发射机装置，其特征在于，包括直接序列扩频模块、串并转换模块、离散傅里叶变换模块、子载波映射模块、子载波信号加权模块和反向快速傅里叶变换模块；其中，直接序列扩频模块，用于将每一个输入的符号进行频谱扩展，输出的扩频信号经串并转换模块输出至离散傅里叶变换模块；离散傅里叶变换模块，用于将接收到的时间域的扩频信号变换为频率域的信号，该频率域的信号输出至子载波映射模块；子载波映射模块，用于按照用户指定映射方式，将离散傅里叶变换模块输出的频率域的信号转换为多个子载波信号，子载波信号输出至子载波信号加权模块；子载波信号加权模块，用于对多个子载波信号分别进行增益调整，输出增益调整之后的子载波信号至反向快速傅里叶变换模块；反向快速傅里叶变换模块，用于将经过增益调整之后的子载波信号再次变换到时域上，输出时间域的信号数据。

【技术特征摘要】
1.基于频域实现的直接序列扩频通信的发射机装置，其特征在于，包括直接序列扩频模块、串并转换模块、离散傅里叶变换模块、子载波映射模块、子载波信号加权模块和反向快速傅里叶变换模块；其中，直接序列扩频模块，用于将每一个输入的符号进行频谱扩展，输出的扩频信号经串并转换模块输出至离散傅里叶变换模块；离散傅里叶变换模块，用于将接收到的时间域的扩频信号变换为频率域的信号，该频率域的信号输出至子载波映射模块；子载波映射模块，用于按照用户指定映射方式，将离散傅里叶变换模块输出的频率域的信号转换为多个子载波信号，子载波信号输出至子载波信号加权模块；子载波信号加权模块，用于对多个子载波信号分别进行增益调整，输出增益调整之后的子载波信号至反向快速傅里叶变换模块；反向快速傅里叶变换模块，用于将经过增益调整之后的子载波信号再次变换到时域上，输出时间域的信号数据。2.根据权利要求1所述的基于频域实现的直接序列扩频通信的发射机装置，其特征在于，还包括循环前缀扩展模块，用于将反向快速傅...

【专利技术属性】
技术研发人员：张小东，
申请(专利权)人：无锡德思普科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32