[发明专利]直接序列扩频码分多路传输设备

说明书

本发明一般地与采用直接序列扩频信号处理的编码分割多路传输有关，更特殊地，是用于在给定编码长度下增加多路传输发射机数目的学会处理。

在一个扩频系统中，发射信号被扩展在一个频段上，这段频段比发射这个特定信息所需的最小频宽要宽得多。在其它调制形式中，象调幅或调频，传输带宽与信息本身的带宽相差不大，而一个扩频系统是把例如只有几千赫的信息带宽用一个带宽的编码信号来调制，使这个信息扩展在一个几兆赫宽的频带上。因此，区别扩频系统与其它带宽传输系统的一个重要特征是，在扩频信号处理中，有一个不同于正在发送信息的信号扩展了这个被发送的信号。

在典型的扩频系统中，发射信号的扩展是用下列的方法：（1）直接序列调制，（2）跳频或（3）脉冲的-调频或“线性调频脉冲”调制。在直接序列调制中，载波是被一个数字编码序列所调制，编码序列的位速率远高于信息的信号带宽。跳频是把载波频率按编码序列支配的模式以离散增量来跳变，在线性调频脉冲调制中，载波频率在给定的脉冲时间间隔内扫过一段宽的频带。其它但不常用的载频扩展技术包括时间上跳发和跳时跳频，时间上跳发是传输时间（通常是低工作循环和短持续时间）被一个编码序列所控制，跳时跳频则是一个编码序列既决定发射频率又决定传输时间。

扩频系统有各种各样的应用，主要是使偷听者不能把传输的信息码译出来。另一些应用包括导航和测距，其中的分辨率决定于所用特定的码率和序列长度。R.C.Dixon著《Spread    Spectrum    System》（扩展频谱系统）一书可作参考。该书1976年由John    Wiley    &Sons.N.Y.出版，特别是第9章，关于应用有详细的叙述。

直接序列调制牵涉到一个载波被几种不同格式（例如调幅或调频）的任一种格式的编码序列所调制，然而双相位相移键控是最常用的一种。在双相位相移键控（PSK）中，平衡混频器的两个输入是编码序列和射频载波，当编码序列为“1”时控制使发射载波具有第一相移X°，当编码序列为“0”时使之具有第二相移（180+X）°。双相位相移键控调制比其它形式优越，这是因为传输中载波被抑制，用通常的设备较难接收，并且在传输中，相对于载波，保留了更多的功率用于信息。在上述Dixon书的第4章里，给出了双相位相移键控的特性。

用来扩展传输带宽的编码形式，最好取线性码，特别对消息的安全性没有要求时是如此，以及取有最佳互相关特性的最大码。根据定义，最大码就是由一给定的移位寄存器或其它有一定长度的延迟元件所能产生的最长的码。在二态移位寄存器序列发生器中，由n级移位寄存器所能产生的最大长度（简写为ML）序列是（2ⁿ-1）位。一个移位寄存器序列发生器是由一个有若干移位寄存器级经过反馈到其它级去的移位寄存器所组成。输出位流在出现重复序列以前的长度决定于移位寄存器的级数和反馈的方式。例如一个5级的移位寄存器可能产生31位二态序列（即2⁵-1），作为它的最大长度（ML）序列。级数非常多的移位寄存器ML序列发生器所产生的ML序列，重复出现得如此不经常以致这个序列看起来象随机的，具有噪声的特征并且难于检测。因此，直接序列系统有时叫做“伪噪声”系统。

在Dixon的书3.1节里总结了最大序列的性质，Dixon书3.6表内列出了由3到100级最大码发生器的反馈连接方法。对于一个1023位的码，相当于一个有以最大长度反馈的10级移位寄存器，它有512个“1”和511个“0”，相差一位。这些“1”和“0”的相对位置在ML码序列内是变化的，对于相同ML长度序列，每个最大长度序列中“1”的数目和“0”的数目都为常数。

由于在任何最大长度序列内“1”的数目和“0”的数目之差总是一，所以一个最大线性码的自相关，即对这序列用相移后它本身的复制码去一位位地比较，除在0+1位相移区，其值都是-1，而在这区域，自相关从-1线性地变到（2ⁿ-1）。因此，对于一个1023位的最大码（2-1）峰-至-平均的自相关值为1024，30.1db范围。