[发明专利]一种高动态环境下的测控通信一体化信号生成及接收方法

说明书

本发明提供了一种高动态环境下的测控通信一体化信号生成及接收方法。通过BOC调制进行测控数据调制，通过BPSK调制进行通信数据调制。由于BOC信号自身的裂谱特性，可将中心频点的信号搬移至相应频点两侧，在此基础上，将BPSK信号插入至中心频点，在同一频点上实现测控通信信号的同时传输。该信号的优势主要在于：通过此方式，极大的简化了接收机的设计，增加了频带利用率；测控信号采用的扩频调制方式拥有更好的抗干扰能力，可辅助天线对信号来向进行更准确的定位，通过调节天线指向的方式进一步提升通信信号信噪比；由于通信信号与测控信号拥有相同的多普勒频移，因此通信信号可通过测控信号提供高精度多普勒测量结果实现高动态条件下的高速数据传输。

技术领域

本发明涉及一种信号体制研究，具体涉及一种可同时同频点进行测控通信信号传输的信号体制。

背景技术

当前航空通信环境日益复杂，除了要面对敌对势力的干扰信号，飞行器本身速度快、加速度大，甚至加加速度大，接收机往往是在高动态环境下工作，使接收到的信号具有大多普勒频偏和一阶、二阶多普勒变化率。这两个问题对通信信号的提取和误码率载波同步提出了较大的挑战。

提升系统抗干扰能力的一种方式是通过扩频码调制信号，通过拓展带宽的方式换取E_b/N₀的提升，从CA码这种方式已经在卫星导航系统得到了广泛的应用。但对于地面通信系统，其数据传输速率较高，带宽较大，频带资源也更为紧缺，扩频通信的应用有着较大的约束。为了进一步节省带宽，无论是新的GPS系统、北斗二期、Galileo系统都采用了BOC信号及其衍生信号作为调制方式。相比较与传统的CA码，BOC信号引入了方波副载波来对中心频点的信号进行裂谱，从而在同一频点上搭载多个类型的信号。

飞行器的动态将会在载波上附加多普勒频偏，对于一般高动态环境下的接收机，其多普勒偏移与载波和飞行器速度正相关。相对于低动态条件下的通信载波同步，高动态环境下的通信系统所面临的环境更为恶劣，载波同步的难度也更大。而高动态环境下的通信在未来战场环境下是必不可少的，在世界上多次局部突发军事冲突中，高效率的高动态通信可大幅度增强作战能力。而在高动态环境中，由于通信双方的高速相对移动而产生剧烈的多普勒效应，导致同步接收机附加一定的载波频率偏移甚至变化率偏移。而较大的载波频率偏移和变化率偏移会使接收机解调性能严重恶化，从而导致通信质量大幅降低。因此，如何在高动态环境下获得理想的载波同步是当前的研究热点。然而传统低动态环境载波同步技术无法直接应用于高动态环境，迫切需要适合于高动态环境的新一代载波同步算法，以实现快速捕获与高精度跟踪。

测控通信一体化信号可很好的解决航空通信环境的这两个问题。由于测控信号拥有更好的抗干扰性能和多普勒跟踪性能，所以测控信号的相关参数(如来波方向和多普勒频移)可直接辅助校准通信信号。而测控通信一体化信号本身也是一种未来通信系统的研究方向，其简化了接收机设计、增加了频谱利用率、降低了功耗体积，其相关内容的研究是当前国内外的热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是避免背景技术的不足提出一种测控通信一体化信号。

本发明采用的技术方案为：

一种高动态环境下的测控通信一体化信号生成方法，包括以下过程：

测控信号：将测控数据码与频率为nf₀MHz扩频码相乘，然后与频率为mf₀MHz的二进制方波副载波相乘，相乘后将位于中心频点的信号搬移至频点两侧，形成测控信号；其中，m为测控信号方波副载波调制倍率，n为测控信号扩频码调制倍率，f₀为测控信号基准频率；

通信信号：选取带宽不超过2(mf₀-nf₀)MHz的通信信号；

测控通信一体化信号：将通信信号位于频点中央，测控信号位于频点两侧，进行通信信号和测控信号的基带调制，形成测控通信一体化信号。