一种双极性CSK调制复合电文信号播发方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于双极性CSK调制的复合电文信号播发方法及装置，所述方法包括：将基本电文在同相I支路上进行调制，对信道编码后的I支路上的串行数据流进行BPSK‑DSSS直序扩频，构建同相I支路基带信号；将扩展电文在正交Q支路上进行调制，从信道编码后的扩展电文调制符号中任取1比特构成Q支路上的串行数据流，其余比特构成Q支路上的并行数据流，对Q支路上的串行数据流进行BPSK‑DSSS直序扩频，对Q支路上的并行数据流进行CSK‑DSSS直序扩频，二者共同构建正交Q支路基带信号。对同相I支路的基本电文基带信号与正交Q支路的扩展电文基带信号进行载波IQ正交调制，构成多速率复合电文信号并播发。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种双极性CSK调制复合电文信号播发方法及装置
本专利技术涉及的基于CSK调制的复合电文信号播发方法及装置，属于通信、导航信号设计

技术介绍
在当代通信、导航系统设计中，根据应用需求的不同，往往需要在同一频点的信号中同时播发满足不同要求的复合电文。如：按一定信息速率播发基本电文，满足系统基本服务性能或公开服务性能的要求，同时播发信息速率相同或不同的扩展电文，满足系统附加服务性能或非公开服务性能的要求。由于扩展电文信号不一定完全公开，系统要求设计的复合电文信号，可保证基本电文用户在不知扩展电文信号存在与否的情况下，性能完好地接收复合电文信号中的基本电文。直序扩频信号体制是通信、导航领域常见的信息调制方式。其中，BPSK-DSSS调制信号具备接收处理简单、可以自我获取信号解调所需的载波同步信息和调制符号同步信息、接收数据的同时可以完成信号传播时间测量等优点，广泛用于卫星导航领域。例如，美国的GPS卫星导航系统和中国的北斗卫星导航系统。与此对应，基于码移键控的CSK-DSSS调制信号，虽然有接收处理较为复杂、难以自我获取信号解调所需的载波同步信息和调制符号同步信息等缺点，但却有较高的信息传输效率，即所需的数据解调门限较低的优点。当代卫星导航系统，多频点多信号已成为设计主流。满足导航测距要求后，在信号播发功率受限的条件下，进一步提高信息的播发效率、即信息传输效率成为新的要求。为此，日本QZSS准天顶卫星导航系统引入了CSK-DSSS直序扩频调制信号，用于播发服务于高精度定位的系统误差改正信息。对于CSK-DSSS直序扩频调制信号，调制阶数越高、即扩频调制符号的比特数越多，信息传输效率越好。同时，信号接收的复杂度也越大。例如，对于6比特的调制符号，需要同时匹配接收64组相关值。如果再增加1比特，则需同时匹配接收128组相关值。信号接收复杂度随调制符号比特数的增加呈指数级增长。一种解决办法是将增加的1比特信息用于调制CSK调制信号的极性，即在已经CSK调制过的信号上再叠加上BPSK-DSSS调制，形成双极性CSK(AntipodalCSK)调制信号。K比特双极性CSK调制信号与K+1比特常规CSK调制信号相比，信息传输速率相同，相干解调方式下的数据解调门限也几乎一致，信号接收复杂度可降低一半。但是，双极性CSK调制信号的全比特数据、即K+1比特数据只能采用相干解调方式接收，非相干解调方式只能接收CSK调制的K比特数。与此对应，常规CSK调制信号既可按相干解调方式接收K+1比特信息，也可按非相干解调方式接收K+1比特信息。一般说来，相干解调方式在AGWN信道下解调门限更低，适用于信号稳定的接收环境；非相干解调方式无需信号载波相位同步即可接收信号，适用于干扰信号较多的复杂电磁环境。考虑到卫星导航系统高精度精密单点定位应用需求和应用场景，对多速率复合电文信号播发方式的需求也日趋强烈，提出一种双极性CSK调制复合电文信号播发方法和装置，在保持信号接收处理复杂度基本不变的前提下，进一步提高信息传输速率，提升卫星导航系统高精度定位服务性能。本专利技术在不增加信号接收处理复杂度的条件下进一步提高信息传输速率的同时，播发的复合电文信号还具备高效率、耐多径干扰等优点。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，在信号功率受限的条件下，如何进一步提升信息传输效率，同时保持信号接收处理复杂度基本不变的难题，提供一种具备良好多径干扰抑制性能的信号播发方法和装置，满足通信、导航系统播发多类型复合电文服务的需求。为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种双极性CSK调制复合电文信号播发方法，包括：将基本电文在同相I支路上进行调制，对信道编码后的I支路上的串行数据流进行BPSK-DSSS直序扩频，构建同相I支路基带信号；将扩展电文在正交Q支路上进行调制，从信道编码后的扩展电文调制符号中任取1比特构成Q支路上的串行数据流，其余比特构成Q支路上的并行数据流，对Q支路上的串行数据流进行BPSK-DSSS直序扩频，对Q支路上的并行数据流进行CSK-DSSS直序扩频，直序扩频的Q支路上的串行数据流和并行数据流共同构建正交Q支路基带信号；对同相I支路的基本电文基带信号与正交Q支路的扩展电文基带信号进行IQ正交调制，得到载波信号，经功率放大处理，由发射天线进行播发。作为本专利技术的一种优选技术方案：上述一种双极性CSK调制复合电文信号播发方法中，同相I支路上，按如下方法构建同相I支路基带信号：针对基本电文进行信道编码得到编码后的比特流DB(t)；根据时序发生器所提供的基本电文扩频码周期时钟和Chip时钟，由基本电文扩频码发生器产生基本电文扩频码CB(t)，对所获基本电文对应的比特流DB(t)进行BPSK-DSSS直序扩频调制，更新基本电文所对应的比特流为CB(t)·DB(t)；基于预设基本电文的功率配比系数AI，按SI(t)＝AI·CB(t)·DB(t)，获得同相I支路基带信号SI(t)。作为本专利技术的一种优选技术方案：上述一种双极性CSK调制复合电文信号播发方法中，正交Q支路上，按如下方法构建正交Q支路基带信号：针对扩展电文进行信道编码得到编码后扩展电文调制符号，其数据位宽为(KR+1)比特；针对扩展电文调制符号，任选其中KR比特构成并行数据流DE,P(t)，根据时序发生器提供的扩展电文符号时钟，由相位选择模块根据并行数据流DE,P(t)的KR比特信息，并按照预设的相位映射关系，产生KR比特信息所对应的扩频码相位偏移量；根据时序发生器所提供的扩展电文码周期时钟、Chip时钟、以及KR比特信息所对应的扩频码相位偏移量，由扩展电文扩频码发生器产生初始相位为KR比特信息所对应的相位偏移量的扩展电文扩频码，获得经并行数据流DE,P(t)调制后的CSK-DSSS直序扩频信号针对扩展电文调制符号，除去并行数据流DE,P(t)已选KR比特后剩余1比特构成串行数据流DE,S(t)，根据时序发生器所提供的扩展电文符号时钟，由串行数据流DE,S(t)对所述扩频信号进行BPSK-DSSS调制，更新扩展电文调制符号所对应的比特流为基于预设扩展电文的功率配比系数AQ，按获得正交Q支路基带信号SQ(t)。其中，(AI)2+(AQ)2＝1。作为本专利技术的一种优选技术方案：所述扩展电文符号时钟，包括：扩展电文符号时钟与扩展电文调制符号同步，扩展电文符号时钟周期等于扩展电文调制符号持续时间；扩展电文符号时钟与扩展电文码周期时钟同步，扩展电文符号时钟周期等于扩展电文码周期的N倍，其中，N为大于等于1的整数；当N＝1时，扩展电文调制符号持续时间与扩展电文码周期时间相等，一个调制符号对应一个周期的扩频码序列，获得常规CSK-DSSS直序扩频调制信号；当N大于1时，扩展电文调制符号持续时间等于扩展电文码周期时间的N倍，一个调制符号对应N个周期的扩频码序列，获得重复移相的CSK-DSSS直序扩频调制、即R-CSK-DSSS直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双极性CSK调制复合电文信号播发方法，所述方法包括：/n将基本电文在同相I支路上进行调制，对信道编码后的I支路上的串行数据流进行BPSK-DSSS直序扩频，构建同相I支路基带信号；/n将扩展电文在正交Q支路上进行调制，从信道编码后的扩展电文调制符号中任取1比特构成Q支路上的串行数据流，其余比特构成Q支路上的并行数据流，对Q支路上的串行数据流进行BPSK-DSSS直序扩频，对Q支路上的并行数据流进行CSK-DSSS直序扩频，直序扩频的Q支路上的串行数据流和并行数据流共同构建正交Q支路基带信号；/n对同相I支路的基本电文基带信号与正交Q支路的扩展电文基带信号进行IQ正交调制，得到载波信号，经功率放大处理，由发射天线进行播发。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种双极性CSK调制复合电文信号播发方法，所述方法包括：
将基本电文在同相I支路上进行调制，对信道编码后的I支路上的串行数据流进行BPSK-DSSS直序扩频，构建同相I支路基带信号；
将扩展电文在正交Q支路上进行调制，从信道编码后的扩展电文调制符号中任取1比特构成Q支路上的串行数据流，其余比特构成Q支路上的并行数据流，对Q支路上的串行数据流进行BPSK-DSSS直序扩频，对Q支路上的并行数据流进行CSK-DSSS直序扩频，直序扩频的Q支路上的串行数据流和并行数据流共同构建正交Q支路基带信号；
对同相I支路的基本电文基带信号与正交Q支路的扩展电文基带信号进行IQ正交调制，得到载波信号，经功率放大处理，由发射天线进行播发。


2.根据权利要求1所述的双极性CSK调制复合电文信号播发方法，其中，所述构建同相I支路基带信号，包括：
针对基本电文进行信道编码得到编码后的串行数据流DB(t)；
根据时序发生器所提供的基本电文扩频码周期时钟和Chip时钟，由基本电文扩频码发生器产生基本电文扩频码CB(t)，对所获基本电文对应的比特流DB(t)进行BPSK-DSSS直序扩频调制，更新基本电文所对应的比特流为CB(t)·DB(t)；
基于预设基本电文的功率配比系数AI，按SI(t)＝AI·CB(t)·DB(t)，获得同相I支路基带信号SI(t)。


3.根据权利要求1所述的双极性CSK调制复合电文信号播发方法，其中，所述构建正交Q支路基带信号，包括：
针对扩展电文进行信道编码得到编码后扩展电文调制符号，其数据位宽为(KR+1)比特；
针对扩展电文调制符号，任选其中KR比特构成并行数据流DE,P(t)，根据时序发生器提供的扩展电文符号时钟，由相位选择模块根据并行数据流DE,P(t)的KR比特信息，并按照预设的相位映射关系，产生KR比特信息所对应的扩频码相位偏移量；
根据时序发生器所提供的扩展电文码周期时钟、Chip时钟、以及KR比特信息所对应的扩频码相位偏移量，由扩展电文扩频码发生器产生初始相位为KR比特信息所对应的相位偏移量的扩展电文扩频码，获得经并行数据流DE,P(t)调制后的CSK-DSSS直序扩频信号
针对扩展电文调制符号，除去并行数据流DE,P(t)已选KR比特后剩余1比特构成串行数据流DE,S(t)，根据时序发生器所提供的扩展电文符号时钟，由串行数据流DE,S(t)对所述扩频信号进行BPSK-DSSS调制，更新扩展电文调制符号所对应的比特流为
基于预设扩展电文的功率配比系数AQ，按获得正交Q支路基带信号SQ(t)；其中，(AI)2+(AQ)2＝1。


4.根据权利要求1或3所述的双极性CSK调制复合电文信号播发方法，其中，所述扩展电文符号时钟，包括：
扩展电文符号时钟与扩展电文调制符号同步，扩展电文符号时钟周期等于扩展电文调制符号持续时间；
扩展电文符号时钟与扩展电文码周期时钟同步，扩展电文符号时钟周期等于扩展电文码周期的N倍，其中，N为大于等于1的整数；
当N＝1时，扩展电文调制符号持续时间与扩展电文码周期时间相等，一个调制符号对应一个周期的扩频码序列，获得常规CSK-DSSS直序扩频调制信号；
当N大于1时，扩展电文调制符号持续时间等于扩展电文码周期时间的N倍，一个调制符号对应N个周期的扩频码序列，获得重复移相的CSK-DSSS直序扩频调制、即R-CSK-DSSS直序扩频调制信号。


5.根据权利要求1或3所述的双极性CSK调制复合电文信号播发方法，其中，所述相位选择模块，配置有扩频码相位偏移量表格，相位偏移量数目
扩频码相位偏移量即产生扩频码序列的初始相位为φi＝i*Z，其中，Z为大于等于1的整数，i＝0～M-1。
当Z大于1时，所产生的相位偏移量彼此间非连续，间隔为Z，获得相位非连续的CSK-DSSS直序扩频调制信号、或相位非连续的R-CSK-DSSS直序扩频调制信号。


6.一种双极性CSK调制复合电文信号播发装置，所述装置包括：
第一调制单元，用于将基本...

【专利技术属性】
技术研发人员：王盾，陈耀辉，李东俊，刘成，刘天雄，李申阳，陈思源，董启甲，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11