专利名称：一种基带直扩信号相频域接收方法
技术领域：
本发明涉及一种直接序列扩频通信技术，具体涉及一种直接序列扩频系 统的相频域接收方法。
背景技术：
根据经典的信号与系统理论，信号的时域是与其频域相一一对应的，而 其频域特性又分为幅频特性和相频特性，在传统的通信理论中，人们更多地 关注信号的幅频谱而忽略了信号的相频特性，近年来，随着数字信号序列的 相位特性函数已经在语音、图像等信号处理领域获得了广泛的应用，已经得 到确定的结论在通常情况下，信号的相位特性函数比幅频特性函数包含有
更多的信息。而特别地，对于直扩信号来说，不论其信息码元是'r还是'o'， 在经过傅立叶变换之后其幅频特性均是相同的，提供给解扩判决所需要的信 息实际上全部来自于信号的相位特性函数。
扩频通信系统在外界干扰超过系统的干扰容限时，系统性能会急剧下降， 窄带干扰是最常见的干扰形式之一，研究扩频通信系统对抗窄带干扰的技术 具有重要意义。目前的抗窄带干扰技术通常是在进行信号解扩之前增加一项 抑制窄带干扰的各种自适应滤波处理单元。该项技术按处理方式可分为时域 处理技术和频域处理技术两种。其中时域自适应滤波算法存在很大的局限性，
当输入信号相关性加强时，算法的收敛速度降低；干扰功率越强，则算法的
权值更新步长越小，权值的收敛速度越慢；算法的稳态误差与输入信号的总
功率有关，当面临强功率窄带干扰的时候，必将导致稳态误差偏大。而频域
处理办法是对接收信号的频谱进行幅度判决，在检测到窄带干扰后利用合适
的陷波算法抑制干扰信号，而采用陷波的方法必然会减少接收信号中的有用 传自
I 口 'B、 o
发明内容
本发明为解决现有扩频通信系统中采用频域处理技术处理抗干扰的方法 存在的有用信息损失较多的问题，提供一种基带直扩信号相频域接收方法。
本发明由以下步骤实现
步骤一、将相频域接收机解调后的接收信号进行快速傅立叶变换，得到接~*。
收信号的相频谱；
步骤二、接收端伪随机码生成器产生正负两路伪随机码；
步骤三、将步骤二得到的两路伪随机码分别进行快速傅立叶变换，得到两
路参考相频谱；
步骤四、将步骤一得到的接收信号的相频谱与步骤三得到的两路参考相频 谱分别进行比较，得到两路相频扰动序列；
步骤五、根据步骤四得到的两路相频扰动序列根据公式
(W-l)/2 (W-l)/2
Po( )"(审o)二 n /(hi0i)= n /i
获得正伪随机序列对应的似然函数，根据公式
(W-l)/2 (W-l)/2
a(甲)"(甲i巧卜n n /
获得负伪随机序列对应的似然函数，其中向量甲为接收信号的相频特性函
数在N个频点处的采样；
步骤六、根据步骤五得到的似然函数值，判断正伪随机序列对应的似然函 数值是否大于负伪随机序列对应的似然函数值，判断结果为是，则判定步骤一 接收到的信号数据为1，判断结果为否，则判定步骤一接收到的信号数据为0。
有益效果本发明提出的直接序列扩频系统的相频域接收方法，通过计 算相频谱上的两个似然函数，然后判决出所传数据，相对于传统方法，不需 要增加抑制窄带干扰的滤波单元，减小了系统复杂度，而且没有破坏接收信 号中的有用信息，其仿真结果显示，当存在较强窄带干扰的情况时，对窄带 干扰的抑制效果好于传统的频域处理技术。
图1是最优相频域接收机SNR/BER曲线图，其中"+ "表示最优相频 域接收机SNR/BER曲线，"'备"表示传统相频域接收机SNR/BER曲线；图 2为白噪声强度为0dB时接收机抗窄带干扰性能曲线图，其中"一"表示相 频域接收机的抗窄带干扰性能曲线，表示传统接收机的抗窄带干扰性 能曲线，"一'"表示传统接收机增加窄带干扰滤波模块后的抗窄带干扰性能 曲线；图3为白噪声强度为5dB时接收机抗窄带干扰性能曲线图，其中"一" 表示相频域接收机的抗窄带干扰性能曲线，表示传统接收机的抗窄带 干扰性能曲线，"一，"表示传统接收机增加窄带干扰滤波模块后的抗窄带干
4、
扰性能曲线。
具体实施例方式
具体实施方式
一参见图1 图3，本实施方式由以下步骤组成 步骤一、将相频域接收机解调后的接收信号进行快速傅立叶变换，得到接 收信号的相频谱；
步骤二、接收端伪随机码生成器产生正负两路伪随机码；
步骤三、将步骤二得到的两路伪随机码分别进行快速傅立叶变换，得到两
路参考相频谱；
步骤四、将步骤一得到的接收信号的相频谱与步骤三得到的两路参考相频 谱分别进行比较，得到两路相频扰动序列；
步骤五、根据步骤四得到的两路相频扰动序列根据公式<formula>formula see original document page 5</formula>获得正伪随机序列对应的似然函数，根据公式
<formula>formula see original document page 5</formula>
获得负伪随机序列对应的似然函数，其中向量甲为接收信号的相频特性函
数在N个频点处的采样；
步骤六、根据步骤五得到的似然函数值，判断正伪随机序列对应的似然 函数值是否大于负伪随机序列对应的似然函数值，判断结果为是，则判定步 骤一接收到的信号数据为1，判断结果为否，则判定步骤一接收到的信号数 据为O。
本实施方式仅利用基带直扩信号的相频谱实现扩频信号的解扩，具体为 被噪声及其它干扰信号污染的基带直扩信号被相频域接收机接收，首先对接 收信号进行快速傅立叶变换获得到其相频谱，然后与本地正负两路伪随机序 列码的相频谱分别进行比较，在获得各频点的相位扰动值后，计算出两种情 况下的似然函数值，通过比较这两个函数值的大小判决出传送的数据是'l， 还是'0'，实现扩频信号的解扩。由于本实施方式所采用的相频域接收机在 处理过程中只对数据进行计算，没有传统接收机的滤波、上下变频等模块， 所以基带接收机可单独由DSP器件编程实现。
所述正伪随机序列对应的似然函数公式和负伪随机序列对应的似然函数公式中的/(lA l)为通过公式(l)和公式(2)求解出的相位特性扰动分布
<formula>formula see original document page 6</formula>则最优似然比处理器的判决表达式为:
(3)<formula>formula see original document page 6</formula>
当公式(3)中/("的值大于/。时，判定步骤一接收到的信号数据为1，否 则判定为0，在发送0码元概率与发送1码元概率相等的情况下，不论使用 何种判决准则，均有最优门限/。=1。
性能仿真结果如下图1为在AWGN信道下相频域接收机与时域相关接 收机的误码率曲线，图1中可以看到在较高的信噪比下(OdB)两者的误码率相 差近两个数量级，但在较差的信噪比下二者更为接近，在-10dB信噪比下已经 几乎没有区别。在误码率接近0.5的时候，两条曲线会趋于重合，但两条曲线 没有交点。图2禾n图3分别为在信噪比为0dB和5dB的AWGN信道下，施加 突发性的窄带干扰(干扰信号的频率、相位均随机)时，两种接收机对窄带干 扰的抵抗能力。
从上述仿真结果可以得到如下结论在AWGN信道下，最优相频域接 收机的性能略差于传统的相关扩频接收机，但在面对突发性的窄带干扰时传 统时域相关扩频接收机在解扩之前需要对窄带干扰进行滤波才能正常工作， 否则其误码率会随着窄带干扰强度的增加而急剧上升，而对于相频域接收机 来说，可以在一定程度上忽略窄带干扰的影响，在图2和图3中可以看到在 随着窄带干扰的强度增加时，相频域接收机的性能受影响较小，这种相频域 接收机不仅能代替传统接收机的窄带干扰滤波单元，且对于窄带干扰的频率 和相位具有自适应性。
权利要求
1、一种基带直扩信号相频域接收方法，其特征在于它由以下步骤实现步骤一、将相频域接收机解调后的接收信号进行快速傅立叶变换，得到接收信号的相频谱；步骤二、接收端伪随机码生成器产生正负两路伪随机码；步骤三、将步骤二得到的两路伪随机码分别进行快速傅立叶变换，得到两路参考相频谱；步骤四、将步骤一得到的接收信号的相频谱与步骤三得到的两路参考相频谱分别进行比较，得到两路相频扰动序列；步骤五、根据步骤四得到的两路相频扰动序列根据公式获得正伪随机序列对应的似然函数，根据公式获得负伪随机序列对应的似然函数，其中向量Ψ为接收信号的相频特性函数在N个频点处的采样；步骤六、根据步骤五得到的似然函数值，判断正伪随机序列对应的似然函数值是否大于负伪随机序列对应的似然函数值，判断结果为是，则判定步骤一接收到的信号数据为1，判断结果为否，则判定步骤一接收到的信号数据为0。
全文摘要
一种基带直扩信号相频域接收方法，它涉及一种直接序列扩频系统的相频域接收方法，以解决现有扩频通信系统中采用频域处理技术处理抗干扰的方法存在的有用信息损失较多的问题。将接收信号进行快速傅立叶变换，得到接收信号的相频谱；产生正负两路伪随机码；将两路伪随机码分别进行快速傅立叶变换，得到两路参考相频谱；将接收信号的相频谱与步骤三得到的两路参考相频谱分别进行比较，得到两路相频扰动序列；根据两路相频扰动序列分别计算似然函数值；根据似然函数值，判断正伪随机序列对应的似然函数值是否大于负伪随机序列对应的似然函数值，为是则判定信号数据为1，否则为0。本发明用于扩频通信系统中相频域信号的接收，具有信息损失少的优点。
文档编号H04J13/00GK101316113SQ200810064900
公开日2008年12月3日 申请日期2008年7月10日 优先权日2008年7月10日
发明者吴宣利, 吴少川, 珣 唐, 沙学军, 旭 白, 迟永钢, 高玉龙 申请人:哈尔滨工业大学