[发明专利]一种用于太赫兹通信的伪码辅助载波同步实现方法

权利要求书

1.一种用于太赫兹通信的伪码辅助载波同步实现方法，其特征在于：包括如下步骤，

步骤一，发送端在数据基带信号中插入低功率扩频码伪随机序列(Pseudo-NoiseCode,PN)导频信号；

发送端在信息速率为R_b的数据基带信号m(t)中插入速率为R_c的低功率扩频码伪随机序列(Pseudo-Noise Code,PN)导频信号c(t)，即，基带信号m₁(t)是数据基带信号m(t)与扩频码伪随机序列导频信号c(t)的组合信号，表示为：

m₁(t)＝m(t)+c(t) (1)

所述的扩频码伪随机序列导频信号c(t)为经过直接序列扩频的伪随机序列；扩频码伪随机序列导频信号c(t)的带宽需远窄于数据基带信号m(t)的带宽，扩频码伪随机序列导频信号c(t)的功率远低于数据基带信号m(t)的功率；由于发送端所插入的扩频码伪随机序列导频信号c(t)的功率远低于数据基带信号m(t)的功率，故扩频码伪随机序列导频信号c(t)的插入对数据基带信号m(t)的波形影响很小；

步骤二，将插入了低功率扩频码伪随机序列导频c(t)的基带信号m₁(t)输入至数模转换器DAC，数模转换器DAC输出的模拟信号与频率为f_THz的太赫兹载波进行模拟混频，使DAC输出的模拟信号的频谱搬移至太赫兹频段，再经过功率放大器由天线发送到无线信道；发送至无线信道的信号m_send(t)表示为：

m_send(t)＝m₁(t)cos(2πf_THzt+θ₀) (2)

其中，f_THz为太赫兹载波的频率，θ₀为太赫兹载波的初始相位；

步骤三，接收端将天线收到的无线信号通过低噪声放大器后，利用本地两路频率为f_THz的正交载波分别与低噪声放大器输出的信号相乘进行正交混频，得到I,Q两路基带信号i(t)和q(t)；

步骤四，利用窄带低通滤波器对正交混频之后的I,Q两路信号i(t),q(t)进行滤波，滤除高频部分；经过窄带低通滤波器后的I,Q路信号分别记为i₀(t)和q₀(t)；

步骤五，依据奈奎斯特采样定率，将步骤四所得i₀(t)和q₀(t)信号通过低采样率ADC进行采样，转换为数字信号i₀(n)和q₀(n)进行处理；

步骤六，将步骤五中模数转换器ADC采样后的I,Q两路信号i₀(n),q₀(n)合成为复数数字基带扩频码伪随机序列导频信号x(n)＝i₀(n)+j·q₀(n)，通过x(n)进行捕获、跟踪，实现对扩频码伪随机序列导频信号c(t)频率偏移量Δf的实时精确计算；而扩频码伪随机序列导频信号c(t)与数据基带信号m(t)共用同一载波，所以扩频码伪随机序列导频信号c(t)的频率偏移量即是数据基带信号m(t)的频率偏移量；将实时精确计算出的导频序列频率偏移量Δf反馈至步骤三中所述的接收端混频部分的本地正交载波发生器，通过载波频率补偿，使接收端本地载波频率和接收端天线收到的信号m_rece(t)的载波频率保持动态同步，即实现在太赫兹通信中低信噪比、低采样率条件下的载波同步；将载波同步之后，接收端模拟正交混频后得到的I,Q两路信号分别记为i′(t),q′(t)。

2.如权利要求1所述的一种用于太赫兹通信的伪码辅助载波同步实现方法，其特征在于：还包括步骤七，将步骤六中得到的I,Q两路信号i′(t),q′(t)通过宽带低通滤波器进行滤波，滤波后的I路信号即是频率偏移量已被修正的数据基带信号。