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bpsk直扩接收的多相关解扩方法研究
study on bpsk related ds received despread method.pdf
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直扩接收的多相关解扩方法研究基本原理信息传输与接入技术徐威,郑小保泄绮ùúパ芯克蕉嗟在众多扩频体制中,直接序列扩频通信体制因其技术实现的简洁性而得到了广泛的应用。直接序列扩频通信体制,也称之为直扩通信体制,与其他扩频通信体制相同,均是在传送信息时,于发送端利用独立于所传信息的伪随机序列对信息进行频谱扩展,接收端则采用与扩频相同的序列解扩并恢复信息。在直扩通信体制中,数据调制与扩频调制的类型虽不是必须相同,但通常情况下两者是采用同类型的调制方式。直扩通信体制中最简单的形式即使用二进制相移键控为扩频调制。一直以来,直扩信号接收中的解扩处理基本采用单一相关器完成,即便是在采用多相关处理器的接收机中,这些相关器也主要用于扩频序列的快速初始同步及跟踪处理过程。采用多相关器完成解扩处理,能够改善高动态变化条件下的扩频序列的同步及跟踪性能,在花费较小的处理性能的前提下提高接收机对不同使用条件的适应能力,其基本思想亦可推广应用于其他扩频体制的接收系统中。直扩接收机可用图模型进行描述,当扩频及数据调制体制相同时,也可用图形式实现。痡..—引用格式:徐威,郑小保.直扩接收的多相关解扩方法研究尴叩缤ㄐ偶际酰:—,要:在对直接扩频通信系统的信号及技术实现特点进行分析的基础之上,提出了采用多相关器实现直扩信号解扩的方法。采用多相关器进行直扩信号的解扩,改善了高动态变化条件下接收机的同步及跟踪性能;通过控制本地解扩序列的产生方式,提高了接收机对不同使用条件的适应能力,较之采用单相关器的解扩方法,其适关键词:直接序列扩频;解扩;同步多相关器甖...摘应能力更强。通过仿真验证证明了该方法的有效性。中图分类号:文献标识码:文章编号:———.琎,—·;籹作者简介:徐威,男,高级工程师。主要研究方向:电子与信息技术、嵌入式系统、信号处理技术。郑小保,男,工程师。主要研究方向:信号处理、无线电探测方法与技术等。图直接序列扩频接收机:瓹,.篸收稿日期:——崩┙邮栈数据输出┢导笆莸髦铺逯葡嗤钡腂崩┙邮栈.籌
几几几厂山厂厂АR籡广厂广厂叫【下【!。『骸篶厂——霭赣霸几几几思讣讣覆钒思芻。贰頛林安穔,低呈迪,●●‘●●~,●●‘●●~,●●‘【,●●‘【,●●‘【信息传输与接入技术用解扩时的输出信号的信噪比。另一方面,无线电通信技术直扩接收机在解扩时,同步、跟踪所接收信号的扩频序列相位,并调整本地伪随机序列发生器的输出,当两者同步后即可利用本地解扩序列实现接收信号的解扩处理。当前,扩频系统中均采用伪随机序列实现所传信息频谱的扩展。伪随机序列的产生方法很多,扩频系统中所采用的均服从以下要求:耹≥式中,下P蛄械淖韵喙叵凳∥O喙厥奔洌￡为扩频序列码片的时间宽度。为避免一个通信系统中不同信道间的相互干扰,不同地址码┢序列涞幕ハ喙叵凳喾右韵乱G螅扩频系统中所使用的伪随机序列,若以恼数倍为间隔抽取,则可形成一个伪随机子序列;当抽取的起始时间不同时,形成的子序列也不相同。如抽取间隔为腄倍时艱为抽取系数蜃终可形成龌ゲ幌嗤奈彼婊有蛄小H羲取的子序列依然满足式囊G螅髯有蛄屑则满足式脑际保蛞桓鐾暾奈彼婊蛄是可以视为由这鲎有蛄凶楹虾蟮慕峁N彼机子序列的抽取示意如图尽满足此要求的扩频序列的选取或构建并不难,在此不再深入阐述。此时,扩频序列可表示为:式中,是时间约束序列,其为脉宽为穆龀序列,其周期为抽取间隔,即;为伪随机子序列,其单个码元时长亦为抽取间隔。能够看出,在接收端可以仅用其中某一个子序列对扩频信号进行解扩,但解扩后输出的信号能量较采用完整序列解扩下降疍,因而采用子序列解扩时的解扩处理增益将不可避免地降低。由于各子序列间的无关性,采用子序列解扩可有两种方式,一种方式为子序列中包含前文所述的时间约束序列,另一种方式不包含,即可采用或直接采用解扩。两者实现结果的区别主要在输出信号的信噪比及同步时间宽度。在同步状态下,当采用解扩时,因约束序列值为零期间的噪声/干扰对解扩输出结果无影响,故其解扩后的输出信号的信噪比将大于采由于两者每一码元的时间片长度不同,所以同步状态的时间容限亦将不同。分别采用完整序列、癈。=饫┬蛄惺保饫┬蛄杏肜频序列的相关系数示意如图尽从图梢钥闯觯捎肅。=饫┬蛄惺保管接收机的解扩增益将受到影响,但同步状态的时间容限亦将延长,这将有利于高动态变化情况下信号的扩频信号的接收与解调。因而可利用此特点,利用有限的代价提高接收系统的工作适应能力。根据前文所述原理,设计一种直扩信号接收机。接收机基于图的形式构建,其原理框年第卷第“《图彼婊有蛄械某槿∈疽图籌司解扩序列与扩频序列的相关系数示意图暾蛄杏肜┢敌颍
;腗”灿÷幌一州丁÷甠猺—猺下,,专畇一下—下鼬一÷弘小叫虮们;【÷弘叫衏鼬嘲。叫乙磺鷛÷』卜×专』叫籆猭叫哪一小俊。幌/幌幌∑暌籯一￡籆￡一猺÷胁艭卜。一下专阳一∑∑。—一下卜。一下,,。薓‘一下幌下‘幌一下下籸幌‘一。∑∑￡一%猣猰R籸∑∑【暌籯R籸。暌籱R幌×艭黄遲—职￡一—信息传输与接入技术由于、职均为二进制序列,故在式峁图如图尽M贾凶有蛄猩傻ピS靡陨伤伪随机码子序列,各子序列间相位关系与其在完整扩频序列中相位关系相同,如图尽C一个子序列对应一个相关处理器,各相关处理器的输出进入累加器,累加器输出最终解扩输出结果。相位解调器的输出可表示为:式中,为所传数据,为扩频序列,为噪声或/干扰。若采用完整伪随机序列解扩,则同步状态下,解扩器的输出应为:式中,;制鞯幕质奔洹M恚糇有蛄猩器输出的子序列为保蛉我蛔勇返信号输出为:其与式慕峁嗤从氪车慕饫┓绞绞涑结果相同。若子序列生成器输出的子序列为时,则任一子路的信号输出为:累加器将各子路的输出累加后输出,考虑到各子序列间的相位关系,有:中的第一部分可进一步简化:可以看出,这部分与式峁械牡部分相同。对于式峁械项,采用图形方式不难看出,其为是子序列总数鱿辔桓饕斓完整解扩序列与接收信号相关后的结果;对于式峁械牡项,采用图形方式分析同样可以看出,其为鱿辔桓饕斓耐暾饫┬蛄杏胨收噪声/干扰相关后的结果之和,此结果与伪随机序列的特性有关,此处不再深入分析,简而言之,其最大结果不超过式部分的丁从以上分析可以看出,在这种结构形式下,解扩后的输出信噪比较采用完整伪随机序列、单一相关器解扩要低;但从图氖疽庵锌梢钥吹剑庵址绞可以获取较长的相关时长,接收机不易失锁。另一方面,从扩频系统的工作原理可以知,扩频系统对抗多径的能力与解扩时的相关时长相关联,相关时长愈短.系统对抗多径影响的能力则愈强,反之,则相多相夭器直磺序夕诔佃涨【,,。￡,。一下一—猣縟下彤—幌】形—一下縟圈★&。
一信息传输与接入技术坏纠驣譬篓。鉣崾￡艺猭。无线电通信技术对较差。賍广广为避免这些问题,在接收系统设计
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