[发明专利]基于双多进制准正交扩频复合相位调制的短波数据传输方法

说明书

技术领域

本发明属于短波通信中的数据可靠传输技术，特别是一种基于双多进制准正交扩频复合相位调制的短波数据传输方法。 

背景技术

短波信道是一个典型的多径衰落信道，一个好的短波传输体制必须能够有效对抗衰落的影响，而且性能要尽可能接近Shannon极限信噪比。根据数字通信理论，当多进制正交调制的进制数趋于无穷大时，可以获得接近于Shannon极限信噪比的性能。 

目前短波通信体制中，串行和并行体制并不符合这一特性，而且串行体制中用于时域均衡的训练序列以及并行体制中插入的保护间隔均占用了一定开销。多进制FSK属于正交调制，但进制数增加是以带宽的增大或者频率间隔的降低为代价，现有3KHz的短波信道带宽并不适合采用很高的进制数；多进制正交扩频技术能够支持高进制数，但进制数越高，扩频码越长，传输速率受限；双多进制正交扩频复合相位调制技术通过在同相(I路)和正交(Q路)上采用正交扩频调制，并结合相位调制技术，提高了带宽效率(张玉明等：一种新的双多进制正交扩频调制信号的差分解调算法，上海交通大学学报，2007年第41卷第5期729-735页)。软输入软输出是高效信道编译码的基本特征之一，与调制相结合时，获得优化的解调比特软值是充分发挥高效信道译码性能的关键。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双多进制准正交扩频复合相位调制的短波数据传输方法，提高调制的频谱效率，设计更高效的复合调制方式，使得在码长一定情况下，承载更多的传输比特；并给出该复合调制的解调比特软值的方法，充分发挥系统中高效信道译码的性能，进一步获得接近于Shannon极限信噪比的性能，从而实现短波数据通信的可靠传输。 

实现本发明目的的技术方案为：一种基于双多进制准正交扩频复合相位调制的短波数据传输方法，包括利用掩码实现双多进制准正交扩频复合相位调制设计和复合调制的解调技术，实现了正交和相位的2K_L+K_M比特软值的优化解调，它包括以下步骤： 

a.在发送端两路K_L比特数据从同一个 维的正交扩频码集合中各选择一个正交序列，分别与相应的掩码m_I＝[m_I(0)，m_I(1)，…，m_I(L-1)]和 m_Q＝[m_Q(0)，m_Q(1)，…，m_Q(L-1)]相乘，生成双多进制准正交扩频调制信号W_n，u·m_I+j(W_n，v·m_Q)，其中j表示虚部，(·)为序列点积，正交扩频码集合采用L维Walsh-Hadamard矩阵，则每个扩频码长度为L； 

b.K_M比特数据在准正交扩频信号上进行差分相位映射调制，然后对复合调制信号加入扰码，经过成型滤波后，进行D/A转换得到基带发送信号s(t)； 

c.接收端，接收信号A/D采样后进行匹配滤波，并以码片速率抽取，假设接收机已实现同步，抽取的采样信号与本地扰码相乘进行解扰，设T为扩频码符号周期，T_c＝T/L为码片宽度，则解扰后第n个符号周期的采样序列为 

R_n＝[r(nT)，r(nT+T_c)，…，r(nT+(N-1)T_c)]； 

d.解扰后的符号序列R_n分别与两路掩码m_I和m_Q的对应码片相乘，获得I、Q两路解掩码后的接收采样序列为R_I，n＝R_n·m_I和R_Q，n＝-j(R_n·m_Q)，且两路采样数据R_I，n和R_Q，n分别与本地所有可能的正交扩频码进行相关，获得第n个符号周期内的2L个相关值 其中0≤k＜L，W_k为扩频码集合中的第k个扩频码序列； 

e.利用当前符号周期内的相关值 和 进行双多进制准正交扩频解调计算2K_L比特软值；利用前后两个符号周期内的相关值 和 计算复合调制中相位解调的K_M比特软值。