[发明专利]基于分数傅立叶变换的切普信号扩展频谱发射接收方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信中的扩展频谱技术，具体涉及一种信息调制方式及其接收方法。

背景技术

扩展频谱通信(简称扩频通信)是20世纪50年代开始发展起来的一种技术，它与光纤通信、卫星通信，一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式，扩频通信最初为解决传统的窄带通信方式暴露出的误码率较高、抗干扰性和隐蔽性较差等问题而被用来为战争环境下的军队提供可靠安全的通信，广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域，直到20世纪80年代初才被应用于民用通信领域。

扩频通信系统是指待传输信息信号的频谱用某个特定的与待传输的信息信号无关的扩频函数扩展后成为宽频带信号，送入信道中传输，在接收端利用相应的技术或手段将其扩展了的频谱压缩，恢复为原来待传输信息信号的带宽，从而达到传输信息目的的通信系统。由于扩频通信比传统的窄带通信需要更大的带宽，接收机只有知道与扩频有关的信息后才能正确接收，否则扩频信号表现得就像静态的或背景噪声一样，因此扩频技术具有抗干扰性强，误码率低，隐蔽性好，对各种窄带通信系统的干扰很小，可以实现码分多址以及抗多径干扰等优点。

发明内容

本发明为解决传统的窄带通信方式占用的带宽较宽、误码率较高、抗干

扰性和隐蔽性较差的问题，提供一种基于分数傅立叶变换的切普信号扩展频

谱发射接收方法。本发明的方法由以下步骤实现：

步骤一、信息源1输出一个二进制数字信息c(t)；

步骤二、切普信号生成器3输出一个切普信号f(t)；

步骤三、将c(t)和f(t)都送入波形生成器2进行调制，当c(t)为1时，波形生成器2输出k＝1的切普信号m(t)＝cos(2πf₀t+πt²)，当c(t)为0时，波形生成器2输出k＝-1的切普信号m(t)＝cos(2πf₀t-πt²)；

步骤四、发送端天线4将波形生成器2输出的切普信号m(t)发射；

步骤五、接收端天线5将接收到的切普信号m(t)经滤波器6滤波后送入采样器7得到离散采样值；

步骤六、p阶分数傅立叶变换器8对离散采样值进行离散p阶分数傅立叶变换，变换结果记为f_p(u)；

步骤七、峰值位置判决器9在p阶分数傅立叶域上判断f_p(u)的波形峰值位置，当峰值位置出现在分数域的前半段时输出1，当峰值位置出现在分数域的后半段时输出0，得到的解调信息通过信息输出器10输出。

有益效果：本发明的方法通过在接收端加入离散分数傅立叶变换运算及峰值判决来进行解调，硬件上用软件无线电来实现，具有实现较为简单、灵活性较好的优点；同时，本发明运用分数傅立叶变换，其快速算法的运算量与快速傅立叶变换(FFT)相同，都为Nlog(N)，由于本发明只需要使用分数傅立叶变换而不需要相应的逆变换，因此运算量也相应降低50％，具有设计合理、工作可靠的优点，以及较大的推广价值。

附图说明

图1是本发明的实施的结构示意图；图2是参数k＝1时切普信号经傅立叶变换后的频域波形；图3是参数k＝-1时切普信号经傅立叶变换后的频域波形；图4是参数k＝1时切普信号经p阶分数傅立叶变换后的波形；图5是参数k＝-1时切普信号经p阶分数傅立叶变换后的波形。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1～图5，本实施方式由以下步骤组成：

步骤一、信息源1输出一个二进制数字信息c(t)；

步骤二、切普信号生成器3输出一个切普信号f(t)；

步骤三、将c(t)和f(t)都送入波形生成器2进行调制，当c(t)为1时，波形生成器2输出k＝1的切普信号m(t)＝cos(2πf₀t+πt²)，当c(t)为0时，波形生成器2输出k＝-1的切普信号m(t)＝cos(2πf₀t-πt²)；

步骤四、发送端天线4将波形生成器2输出的切普信号m(t)发射；

步骤五、接收端天线5将接收到的切普信号m(t)经滤波器6滤波后送入采样器7得到离散采样值；

步骤六、p阶分数傅立叶变换器8对离散采样值进行离散p阶分数傅立叶变换，变换结果记为f_p(u)；