[发明专利]基于2维基带直接序列扩频的扩频通信方法和通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及无线电通信技术，更具体地，本发明涉及一种基于2维基带直接序列扩频的扩频通信方法和通信装置，属于信息传输技术领域。

背景技术

扩频系统的一个典型特征是被传输信号能量所占的带宽必须大于信息比特速率所对应的带宽(一般为远大于)，而且通常认为传输带宽与信息比特速率无关，美国公开的专利“METHOD AND APPARATUS FOR SELECTING A SPREADING CODE IN A SPECTRUM SPREAD COMMUNICATION SYSTEM”(见U.S.Patent5515396)和Roger L的经典著作《Introduction to Spread Spectrum Communications》等文献资料中都明确提到了这一观点。

直接序列扩频系统(DSSS)是一种典型的扩频通信系统，它又称为直接序列调制系统或伪噪声系统(PN系统)，具有抗干扰、抗截获、抗多径能力强的特点，在全球卫星定位、北斗导航、卫星通信、军用无线电通信、深空探测等诸多领域都有广泛应用。直接序列扩频将要发送的信息用扩频码扩展到一个很宽的频带上去，在接收端，用与发射端相同的扩频码对接收到的扩频信号进行相关处理，进而恢复出原始数据信息。该系统的一个典型特征是已调扩频信号的带宽与调制信息比特速率无关，从频谱利用的角度来讲，这种系统的频谱效率极低。

众所周知，在不增大信号传输带宽的前提下，增加信号空间维度可以提高信息传输效率；同时，利用信号之间的正交或准正交特性可以实现多维调制信号的无干扰解调。从直接序列扩频通信系统的物理层基本原理可以看出，传统直接序列扩频传输系统在基带只有1个信号维度，其通信容量和传输速率也就受到了限制。如果可以在不增大信号传输带宽的前提下，增大直接序列扩频通信系统中与扩频码相关联的信号空间维度，就可以成倍提高直接序列扩频通信系统的通信容量和传输速率。

发明内容

基于直接序列扩频通信的基础物理层原理，从扩展调制信号空间维度的角度出发，实现基于单一扩频码的2维基带直接序列扩频传输，提高直接序列扩频传输系统的通信容量和传输速率。本发明提供一种基于2维基带直接序列扩频的扩频通信方法和通信装置。

根据本发明的一个方面，提供一种基于2维基带直接序列扩频的扩频通信方法：

发射部分：首先对预调信息进行串并转换预处理，其次对预处理后的信息进行基带数字调制，然后对基带数字调制信号进行直接序列扩频调制，再对直接序列扩频调制后的信号进行基带成型，将成型后的信号进行上变频并通过天线输出。

接收部分：首先通过天线接收已调信号，并对接收信号进行下变频；然后对接收信号进行解扩解调处理，得到解调信息，最后对解调信息进行并串转换处理。

其特征在于：基带传输包含第一、第二两条并行传输支路，其中，第二支路扩频码序列是第一支路扩频码序列的正交变换形式，或第二支路基带成型函数与第一支路基带成型函数相互正交；所述第一、第二支路扩频码序列分别是第一、第二支路直接序列扩频调制采用的扩频码序列，所述第一、第二支路基带成型函数分别是第一、第二支路基带成型采用的成型函数。

当第二支路扩频码序列是第一支路扩频码序列的正交变换形式时，第一、第二支路直接序列扩频调制后，先对支路扩频调制信号进行叠加，再对和信号进行基带成型。进一步，所述正交变换为希尔伯特变换；接收部分第一、第二支路解调均采用匹配滤波解调方法，第一、第二支路匹配滤波解调采用的模板信号分别为第一、第二支路扩频码序列基带成型后得到的波形信号。

当第二支路扩频码序列与第一支路扩频码序列相同时，第二支路基带成型函数与第一支路基带成型函数相互正交；第一、第二支路基带成型后，对信号进行叠加，然后对和信号进行上变频。进一步，第二支路基带成型函数是第一支路基带函数的希尔伯特变换；接收部分第一、第二支路解调均采用匹配滤波解调方法，第一、第二支路解调模块匹配滤波采用的模板信号分别为第一、第二支路扩频码序列经第一、第二支路成型函数成型后得到的波形信号。

根据本发明的另一方面，提供一种基于2维基带直接序列扩频的扩频通信装置，包括发射单元和接收单元：