[发明专利]一种高动态下多种扩频体制通用接收机的实现方法

说明书

本发明提供一种高动态下多种扩频体制通用接收机的实现方法，以解决现有通用接收机无法在高动态低信噪比情况下工作，架构复杂，占用资源多，不易于硬件实现的问题。针对高动态低信噪比的场景，本发明中采用了多传感器信息融合方法对捕获和跟踪部分进行辅助运算，帮助接收机在高动态和低信噪比情况下进行捕获跟踪；本发明还通过保留相干直接序列扩频的接收机架构，在不进行解扩的情况下进行捕获和跟踪，体现出较强的抗信噪比性能。而针对多种扩频体制来说，为了实现一个通用的接收机架构，能够支持非相干直接序列扩频信号的解调，本发明在原有相干解调接收机架构的基础上添加了比特相位捕获模块，支持相干和非相干直接序列扩频两种体制的解调。

技术领域

本发明属于扩频通信技术领域，具体涉及一种高动态低信噪比条件下多种扩频体制的通用接收机的实现方法。

背景技术

扩频通信技术是一种信息传输技术，是扩展频谱通信技术的简称。扩展频谱通信技术是指在信道容量一定的情况下，增加频带宽度，从而可以在较低的信噪比的情况下传输信息的技术。扩展频谱通信技术按扩频方式的不同，可以分为直接序列扩频系统，跳频扩频系统，跳时系统和混合系统等。

直接序列扩频(DSSS,Direct Sequence Spread Spectrum)就是直接用具有高码率的扩频序列采用各种调制方式在发射端将被传输信号的频谱进行扩展，在接收端再用相同扩频序列进行解扩，把在发射端展宽的扩频信号还原成原始信息。直接序列扩频技术具有很强的保密性能、很灵活的信道分配能力以及较强的抗多径、多址干扰能力，目前在个人通信网、无线局域网、移动通信、卫星通信、军事通信以及卫星测控等领域得到广泛的应用。

扩频接收机通常工作在高动态和低信噪比的情况下，高动态是指接收机载体与卫星的径向加速度大于4g(g＝9.8m/s²，为重力加速度)。直扩通信中的高动态体现在接收信号的多普勒频移上，主要有两层含义：(1)卫星的运动速度非常大，会引起较大的多普勒频移；(2)速度变化率大。低信噪比问题是指当接收机工作在恶劣的信道环境中时，信号经过长时间的传输后幅度非常微弱。此外，为了提高通信的保密性，一般会选择降低发射机的功率，这就使得直扩通信一般工作在低信噪比条件下。

同时，目前的直接序列扩频又分为相干直接序列扩频和非相干直接序列扩频两种扩频体制；相干直接序列扩频是指信息数据时钟与扩频码时钟为同源时钟，非相干直接序列扩频是相干直接序列扩频的一种特例，在该系统中，信息数据时钟与扩频码时钟为非同源时钟。所以为了实现针对多种扩频体制的通用接收机，就需要解决两个问题：1)非整周期扩频，指一组固定速率的伪随机码对原信息码元进行扩频，扩频之后的速率与伪随机码速率相同，而不取决于码元的信息速率和PN序列的长度；2)非对齐扩频，由于非相干直接扩频体制下信息速率时钟与码片速率时钟是不同源的，是由两个独立的晶振产生的，在较长的时间跨度下，两个时钟会存在误差波动。

为了实现多种扩频体制下的通用接收机，目前大多在接收机的入口先使用位同步环进行扩频码速率的同步，位同步环锁定后使用本地的扩频码对输入信号进行解扩，得到未扩频的信息流，后面就是通用的BPSK或QPSK等接收算法。这种方法的弊端主要有两点：1)扩频的增益只体现在信道的传输中，无法在高动态低信噪比的情况下对扩频信号进行解调。2)为实现通用的接收机需要设计复杂的架构，并且需要占用大量的片上资源。本发明针对以上问题实现了一种能够在高动态低信噪比情况下对非相干和相干直接序列扩频两种体制进行解调的通用接收机架构。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种高动态低信噪比情况下的多种扩频体制的通用接收机的实现方法，以解决现有通用接收机无法在高动态低信噪比情况下工作，架构复杂，占用资源多，不易于硬件实现的问题。