專利名稱：一種基帶直擴信號相頻域接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種直接序列擴頻通信技術(shù)，具體涉及一種直接序列擴頻系 統(tǒng)的相頻域接收方法。
背景技術(shù)：
根據(jù)經(jīng)典的信號與系統(tǒng)理論，信號的時域是與其頻域相一一對應(yīng)的，而 其頻域特性又分為幅頻特性和相頻特性，在傳統(tǒng)的通信理論中，人們更多地 關(guān)注信號的幅頻譜而忽略了信號的相頻特性，近年來，隨著數(shù)字信號序列的 相位特性函數(shù)已經(jīng)在語音、圖像等信號處理領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用，已經(jīng)得 到確定的結(jié)論在通常情況下，信號的相位特性函數(shù)比幅頻特性函數(shù)包含有
更多的信息。而特別地，對于直擴信號來說，不論其信息碼元是'r還是'o'， 在經(jīng)過傅立葉變換之后其幅頻特性均是相同的，提供給解擴判決所需要的信 息實際上全部來自于信號的相位特性函數(shù)。
擴頻通信系統(tǒng)在外界干擾超過系統(tǒng)的干擾容限時，系統(tǒng)性能會急劇下降， 窄帶干擾是最常見的干擾形式之一，研究擴頻通信系統(tǒng)對抗窄帶干擾的技術(shù) 具有重要意義。目前的抗窄帶干擾技術(shù)通常是在進行信號解擴之前增加一項 抑制窄帶干擾的各種自適應(yīng)濾波處理單元。該項技術(shù)按處理方式可分為時域 處理技術(shù)和頻域處理技術(shù)兩種。其中時域自適應(yīng)濾波算法存在很大的局限性，
當輸入信號相關(guān)性加強時，算法的收斂速度降低；干擾功率越強，則算法的
權(quán)值更新步長越小，權(quán)值的收斂速度越慢；算法的穩(wěn)態(tài)誤差與輸入信號的總
功率有關(guān)，當面臨強功率窄帶干擾的時候，必將導(dǎo)致穩(wěn)態(tài)誤差偏大。而頻域
處理辦法是對接收信號的頻譜進行幅度判決，在檢測到窄帶干擾后利用合適
的陷波算法抑制干擾信號，而采用陷波的方法必然會減少接收信號中的有用 傳自
I 口 'B、 o

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有擴頻通信系統(tǒng)中采用頻域處理技術(shù)處理抗干擾的方法 存在的有用信息損失較多的問題，提供一種基帶直擴信號相頻域接收方法。
本發(fā)明由以下步驟實現(xiàn)
步驟一、將相頻域接收機解調(diào)后的接收信號進行快速傅立葉變換，得到接~*。
收信號的相頻譜；
步驟二、接收端偽隨機碼生成器產(chǎn)生正負兩路偽隨機碼；
步驟三、將步驟二得到的兩路偽隨機碼分別進行快速傅立葉變換，得到兩
路參考相頻譜；
步驟四、將步驟一得到的接收信號的相頻譜與步驟三得到的兩路參考相頻 譜分別進行比較，得到兩路相頻擾動序列；
步驟五、根據(jù)步驟四得到的兩路相頻擾動序列根據(jù)公式
(W-l)/2 (W-l)/2
Po( )"(審o)二 n /(hi0i)= n /i
獲得正偽隨機序列對應(yīng)的似然函數(shù)，根據(jù)公式
(W-l)/2 (W-l)/2
a(甲)"(甲i巧卜n n /
獲得負偽隨機序列對應(yīng)的似然函數(shù)，其中向量甲為接收信號的相頻特性函
數(shù)在N個頻點處的采樣；
步驟六、根據(jù)步驟五得到的似然函數(shù)值，判斷正偽隨機序列對應(yīng)的似然函 數(shù)值是否大于負偽隨機序列對應(yīng)的似然函數(shù)值，判斷結(jié)果為是，則判定步驟一 接收到的信號數(shù)據(jù)為1，判斷結(jié)果為否，則判定步驟一接收到的信號數(shù)據(jù)為0。
有益效果本發(fā)明提出的直接序列擴頻系統(tǒng)的相頻域接收方法，通過計 算相頻譜上的兩個似然函數(shù)，然后判決出所傳數(shù)據(jù)，相對于傳統(tǒng)方法，不需 要增加抑制窄帶干擾的濾波單元，減小了系統(tǒng)復(fù)雜度，而且沒有破壞接收信 號中的有用信息，其仿真結(jié)果顯示，當存在較強窄帶干擾的情況時，對窄帶 干擾的抑制效果好于傳統(tǒng)的頻域處理技術(shù)。


圖1是最優(yōu)相頻域接收機SNR/BER曲線圖，其中"+ "表示最優(yōu)相頻 域接收機SNR/BER曲線，"'備"表示傳統(tǒng)相頻域接收機SNR/BER曲線；圖 2為白噪聲強度為0dB時接收機抗窄帶干擾性能曲線圖，其中"一"表示相 頻域接收機的抗窄帶干擾性能曲線，表示傳統(tǒng)接收機的抗窄帶干擾性 能曲線，"一'"表示傳統(tǒng)接收機增加窄帶干擾濾波模塊后的抗窄帶干擾性能 曲線；圖3為白噪聲強度為5dB時接收機抗窄帶干擾性能曲線圖，其中"一" 表示相頻域接收機的抗窄帶干擾性能曲線，表示傳統(tǒng)接收機的抗窄帶 干擾性能曲線，"一，"表示傳統(tǒng)接收機增加窄帶干擾濾波模塊后的抗窄帶干
4、
擾性能曲線。
具體實施例方式
具體實施方式
一參見圖1 圖3，本實施方式由以下步驟組成 步驟一、將相頻域接收機解調(diào)后的接收信號進行快速傅立葉變換，得到接 收信號的相頻譜；
步驟二、接收端偽隨機碼生成器產(chǎn)生正負兩路偽隨機碼；
步驟三、將步驟二得到的兩路偽隨機碼分別進行快速傅立葉變換，得到兩
路參考相頻譜；
步驟四、將步驟一得到的接收信號的相頻譜與步驟三得到的兩路參考相頻 譜分別進行比較，得到兩路相頻擾動序列；
步驟五、根據(jù)步驟四得到的兩路相頻擾動序列根據(jù)公式<formula>formula see original document page 5</formula>獲得正偽隨機序列對應(yīng)的似然函數(shù)，根據(jù)公式
<formula>formula see original document page 5</formula>
獲得負偽隨機序列對應(yīng)的似然函數(shù)，其中向量甲為接收信號的相頻特性函
數(shù)在N個頻點處的采樣；
步驟六、根據(jù)步驟五得到的似然函數(shù)值，判斷正偽隨機序列對應(yīng)的似然 函數(shù)值是否大于負偽隨機序列對應(yīng)的似然函數(shù)值，判斷結(jié)果為是，則判定步 驟一接收到的信號數(shù)據(jù)為1，判斷結(jié)果為否，則判定步驟一接收到的信號數(shù) 據(jù)為O。
本實施方式僅利用基帶直擴信號的相頻譜實現(xiàn)擴頻信號的解擴，具體為 被噪聲及其它干擾信號污染的基帶直擴信號被相頻域接收機接收，首先對接 收信號進行快速傅立葉變換獲得到其相頻譜，然后與本地正負兩路偽隨機序 列碼的相頻譜分別進行比較，在獲得各頻點的相位擾動值后，計算出兩種情 況下的似然函數(shù)值，通過比較這兩個函數(shù)值的大小判決出傳送的數(shù)據(jù)是'l， 還是'0'，實現(xiàn)擴頻信號的解擴。由于本實施方式所采用的相頻域接收機在 處理過程中只對數(shù)據(jù)進行計算，沒有傳統(tǒng)接收機的濾波、上下變頻等模塊， 所以基帶接收機可單獨由DSP器件編程實現(xiàn)。
所述正偽隨機序列對應(yīng)的似然函數(shù)公式和負偽隨機序列對應(yīng)的似然函數(shù)公式中的/(lA l)為通過公式(l)和公式(2)求解出的相位特性擾動分布
<formula>formula see original document page 6</formula>則最優(yōu)似然比處理器的判決表達式為:
(3)<formula>formula see original document page 6</formula>
當公式(3)中/("的值大于/。時，判定步驟一接收到的信號數(shù)據(jù)為1，否 則判定為0，在發(fā)送0碼元概率與發(fā)送1碼元概率相等的情況下，不論使用 何種判決準則，均有最優(yōu)門限/。=1。
性能仿真結(jié)果如下圖1為在AWGN信道下相頻域接收機與時域相關(guān)接 收機的誤碼率曲線，圖1中可以看到在較高的信噪比下(OdB)兩者的誤碼率相 差近兩個數(shù)量級，但在較差的信噪比下二者更為接近，在-10dB信噪比下已經(jīng) 幾乎沒有區(qū)別。在誤碼率接近0.5的時候，兩條曲線會趨于重合，但兩條曲線 沒有交點。圖2禾n圖3分別為在信噪比為0dB和5dB的AWGN信道下，施加 突發(fā)性的窄帶干擾(干擾信號的頻率、相位均隨機)時，兩種接收機對窄帶干 擾的抵抗能力。
從上述仿真結(jié)果可以得到如下結(jié)論在AWGN信道下，最優(yōu)相頻域接 收機的性能略差于傳統(tǒng)的相關(guān)擴頻接收機，但在面對突發(fā)性的窄帶干擾時傳 統(tǒng)時域相關(guān)擴頻接收機在解擴之前需要對窄帶干擾進行濾波才能正常工作， 否則其誤碼率會隨著窄帶干擾強度的增加而急劇上升，而對于相頻域接收機 來說，可以在一定程度上忽略窄帶干擾的影響，在圖2和圖3中可以看到在 隨著窄帶干擾的強度增加時，相頻域接收機的性能受影響較小，這種相頻域 接收機不僅能代替?zhèn)鹘y(tǒng)接收機的窄帶干擾濾波單元，且對于窄帶干擾的頻率 和相位具有自適應(yīng)性。
權(quán)利要求
1、一種基帶直擴信號相頻域接收方法，其特征在于它由以下步驟實現(xiàn)步驟一、將相頻域接收機解調(diào)后的接收信號進行快速傅立葉變換，得到接收信號的相頻譜；步驟二、接收端偽隨機碼生成器產(chǎn)生正負兩路偽隨機碼；步驟三、將步驟二得到的兩路偽隨機碼分別進行快速傅立葉變換，得到兩路參考相頻譜；步驟四、將步驟一得到的接收信號的相頻譜與步驟三得到的兩路參考相頻譜分別進行比較，得到兩路相頻擾動序列；步驟五、根據(jù)步驟四得到的兩路相頻擾動序列根據(jù)公式獲得正偽隨機序列對應(yīng)的似然函數(shù)，根據(jù)公式獲得負偽隨機序列對應(yīng)的似然函數(shù)，其中向量Ψ為接收信號的相頻特性函數(shù)在N個頻點處的采樣；步驟六、根據(jù)步驟五得到的似然函數(shù)值，判斷正偽隨機序列對應(yīng)的似然函數(shù)值是否大于負偽隨機序列對應(yīng)的似然函數(shù)值，判斷結(jié)果為是，則判定步驟一接收到的信號數(shù)據(jù)為1，判斷結(jié)果為否，則判定步驟一接收到的信號數(shù)據(jù)為0。
全文摘要
一種基帶直擴信號相頻域接收方法，它涉及一種直接序列擴頻系統(tǒng)的相頻域接收方法，以解決現(xiàn)有擴頻通信系統(tǒng)中采用頻域處理技術(shù)處理抗干擾的方法存在的有用信息損失較多的問題。將接收信號進行快速傅立葉變換，得到接收信號的相頻譜；產(chǎn)生正負兩路偽隨機碼；將兩路偽隨機碼分別進行快速傅立葉變換，得到兩路參考相頻譜；將接收信號的相頻譜與步驟三得到的兩路參考相頻譜分別進行比較，得到兩路相頻擾動序列；根據(jù)兩路相頻擾動序列分別計算似然函數(shù)值；根據(jù)似然函數(shù)值，判斷正偽隨機序列對應(yīng)的似然函數(shù)值是否大于負偽隨機序列對應(yīng)的似然函數(shù)值，為是則判定信號數(shù)據(jù)為1，否則為0。本發(fā)明用于擴頻通信系統(tǒng)中相頻域信號的接收，具有信息損失少的優(yōu)點。
文檔編號H04J13/00GK101316113SQ200810064900
公開日2008年12月3日 申請日期2008年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月10日
發(fā)明者吳宣利, 吳少川, 珣 唐, 沙學(xué)軍, 旭 白, 遲永鋼, 高玉龍 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)