[发明专利]变换域通信系统中采用二维m序列控制的基函数随机相位映射方法

说明书

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，特别涉及变换域通信系统(TDCS)基函数生成中的随机相位映射方 法。

背景技术

TDCS是近年来提出的一种新型抗干扰、抗截获体制，通过联合发射、接收设计信号波形、从信号构成 中彻底消除干扰频谱的方式实现抗干扰。TDCS具有良好的抗干扰、抗截获性能。TDCS系统中发射信号的 波形设计是决定系统性能的关键，直接影响到系统的抗干扰、抗截获性能。发射信号的波形由系统基函 数决定，对系统基函数的研究是TDCS关键技术之一。

发明内容

本发明提出了一种新的随机相位映射方法，采用本方法可以增加系统基函数相位的随机性，提高TDCS 的抗截获能力。

本发明的创新之处在于：提出一种二维m序列控制随机相位映射方法，将通常的一维m序列控制随 机相位映射方法提高为二维控制，进一步提高基函数生成的随机性。采用该方法产生的基函数，具有良 好的随机性与相关性，在不增加基函数产生的复杂度的条件下，基函数的随机性由m序列的长度N决定， 较普通一维m序列产生的基函数的随机性提高N倍。

选用的二维随机序列不局限于m序列，可选用gold序列等伪随机序列，亦有相同结果。

图1为TDCS系统发射机框图。环境干扰采样后，经FFT变换为频域，进行频域谱估计，得到环境 谱A(ω)，与设定门限相比较，进行判决，高于门限的频域置0，低于门限的频域置1，产生不包含干扰 谱的环境估计谱的谱幅值A′(ω)，谱相位通过相位随机映射产生，得到环境谱估计B(ω)。B(ω)经 IFFT变换后，得到时域基函数b(t)，以b(t)为基础对发射数据进行调制，然后经功放、天线输出。

接收机采用相同的基函数生成方法。假定收发电磁环境相同，则所产生的基函数相同，同步后，接 收端可采用时域相关接收，恢复发送数据。

在TDCS系统中，基函数的频谱与干扰信号的频谱正交，从而避免了信道干扰对数据传输的影响。 基函数决定系统的抗干扰、抗截获、误码率等性能，要求具有良好的随机性与相关性。文献[2，3]对TDCS 的性能进行了初步分析，但对决定基函数的相关参数未进行详细分析，同时对实际系统中的干扰信号频 谱所占比例对BF相关性的影响也未进行研究。本发明提出BF随机相位映射的二维m序列控制法，如图 2所示。

图2中，m序列1控制相位映射长度为N＝2^m-1，是BF样点数。m为产生m序列1和m序列2的 移位寄存器的级数；m序列2与m序列1长度相同，可为同一序列，也可不为同一序列，长度也可不同。 映射级数r_i由m序列2的m级移位寄存器的值决定。若m序列2的前m个移位寄存器的值r_i＝3，则m 序列1有3级映射抽头，抽头所对应的m序列1的前r_i(即3)个移位寄存器的值决定相位的映射，可选 相位有2ri=8]]>点，如图3所示。

两个m序列的移位速率不同。m序列1每移位N次后，m序列2才移位一次，即每一个TDCS数据 符号的产生由m序列2寄存器的当前值及m序列1的N次相位映射决定，m序列2寄存器的取值数即是 长度N(N＝2^m-1)，所以，TDCS可选数据符号数即是m序列2的移位寄存器取值数。因此有：

r_i∈{1，2，…，N}，i＝1，2，…，N                   (1)

BF的相位由参数m、r_i决定，较普通一维m序列控制法增加了一维控制参数，提高了BF产生的随 机性。由二维m序列相位映射方法产生的BF频域及时域表示为：

N＝2^m-1                        (3)

由式(1)和式(2)及基函数的相位映射方法可知，若m序列1的可选数量为N_m1，m序列2的移位寄存 器级数为m，则相位映射总数为：