[发明专利]一种减小Chirp信号斜率调频互干扰的调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及本发明涉及雷达探测和通信领域，具体涉及一种减小Chirp信号斜率调频互干扰的调制方法。

背景技术

Chirp信号除了作为雷达信号之外，也是一种有效的通信信号。由于具有高抗干扰性能、恒定的幅度和压缩脉冲特性，同时具备雷达探测和通信能力，受到广泛的关注。

常规Chirp信号利用斜升调频或斜降调频表示信息符号，在接收端通过匹配滤波相关输出窄脉冲，从而能够进行探测或极低信噪比下的通信检测。常用的Chirp通信信号多采用BOK（双正交键控）及其衍生调制方法，BOK采用斜升调频表示信息比特“0”，斜降调频表示信息比特“1”，接收机分别对频率斜升信号和斜降信号进行匹配滤波，相关输出的差值即可用以判决接收信息比特。高速无线通信中，希望Chirp信号具有大时间带宽积，也就是高扩频处理增益和高抗干扰特性。用于通信中的前Chirp信号要求较高的调制效率，但在带宽固定，高速率和大时间带宽积情况下，尤其在Chirp符号在时间上存在交叠的情况，由于正负斜率信号在时域上并非完全正交，造成“0”与“1”调制符号的互干扰，降低检测误码性能和抗干扰能力。

目前已经有多种Chirp调制方法能够减轻符号间互干扰，包括非线性斜率调频、Chirp信号正交编码、分数傅立叶（FrFT）检测等，但对于调制和解调精度、带宽和运算复杂性等方面都会带来负面的影响。

由于正负斜率调频波形并非完全正交，尤其在带宽较小时，互干扰不能忽略不计，因此造成解调性能降低。为提高调制效率和信息速率，采用Chirp调制符号间时域交叠的方法，在此条件下斜率调频间的互干扰问题尤为突出。

发明内容

本发明针对现有技术的不足提出一种减小Chirp信号斜率调频互干扰的调制方法，该方法并不改变Chirp信号的匹配压缩器结构，因此在复杂度和信号带宽上没有改变。

本发明通过在分别采用正斜率调频和负斜率调频的U和W两路调制信号的符号之间加入延迟偏移量τ_w,达到减小它们之间互干扰的目的。

U和W两路信号的符号间延迟偏移量τ_w取值在正负调制信息比特周期范围内，延迟偏移量τ_w的选择受到带宽、调频斜率、符号间时域交叠系数等因素的影响，目标是在匹配压缩输出的同步判决点获得高似然输出，或者高信噪比（SNR）输出。为获得此延迟偏移量τ_w的求解，可以采用数学分析和计算机求解的方法，前者推导较为繁琐，后者通过枚举计算复杂度低，虽然精度有限但能够满足调制和解调的要求。下面以计算机求解的方法说明获得该延迟偏移量τ_w的步骤。

具体步骤如下：

(1)将信息符号宽度按照枚举步进Δτ等分为M等分，延迟偏移量τ_w枚举位置为{0，Δτ，…，mΔτ，…，(M-1)Δτ},设置初始τ_w＝0,即m＝0；其中：符号表示向下取整，T_b是信息比特宽度；

(2)产生随机信息比特序列{u_i}和{w_i}，按实现数字化的U和W两路调频波形调制和合并的计算机仿真，其中：u_i∈{0，1}，w_i∈{0，1}，i＝1，2,...，N，N是仿真调制的信息符号数，N＞10³，当时，调制信号输出为BOK调制信号；

(3)按实现数字化的U和W两路调频波形匹配压缩计算机仿真，将步骤(2)中调制信号加载到该仿真中获得解调输出其中BOK信号为

(4)解调输出信号按信息比特位置划分为T_b(i)；在每个T_b(i)中的脉冲压缩位置记录脉冲幅值I_i，在其余位置搜索获得最大旁瓣幅值S_i，求该延迟偏移量τ_w位置的最小脉冲压缩幅值I_min(m)＝min{I_i}，以及最大旁瓣幅值S_max(m)＝max{S_i}，并获得二者比值IS(m)＝I_min(m)/S_max(m)；

(5)分别设置τ_w∈{0，Δτ，…，mΔτ，…，(M-1)Δτ}，按以上步骤(2)－4)获得{I_min(m)}、{S_max(m)}和{IS(m)}，其中：m＝0，1，…，M-1；