專利名稱：相位校正擴頻方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種相位校正擴頻方法。
背景技術：
擴頻通信，即擴展頻譜通信(Spread Spectrum Communication)，是將待傳送的信息數據被偽隨機編碼調制，實現頻譜擴展后再傳輸；接收端則采用相同的編碼進行解調及相關處理，恢復原始信息數據。根據山農的(C.E.Shannon)的信道容量公式C＝Blog2(1+S/N)，在高斯信道中當傳輸系統的信號噪聲功率比S/N下降時，可用增加系統傳輸帶寬來獲得較低的信息差錯率。擴頻通信具有抗干擾、抗噪音、抗多徑衰落、具有保密性、功率譜密度低，具有隱蔽性和低的截獲概率、可多址復用和任意選址、高精度測量等特殊的性質，自50年代中期美國軍方便開始研究，一直為軍事通信所獨占，廣泛應用于軍事通信、電子對抗以及導航、測量等各個領域。直到80年代初才被應用于民用通信領域。為了滿足日益增長的民用通信容量的需求和有效地利用頻譜資源，各國都紛紛提出在數字峰窩移動通信、衛(wèi)星移動通信和未來的個人通信中采用擴頻技術，擴頻技術已廣泛應用于蜂窩電話、無繩電話、微波通信、無線數據通信、遙測、監(jiān)控、報警等系統中。
超寬帶(UWB)技術起源于上個世紀60年代，直到1989年美國國防部才使用“超寬帶”這一術語。這項技術最初用于軍事目的，比如透地精密雷達和保密通信，過去幾年間開始進入商業(yè)應用開發(fā)。因其有高數據速率、低功耗、低成本、能有效對抗多徑效應、設計簡單等優(yōu)點，受到研究者和從業(yè)者的重視。有人稱它為無線電領域的一次革命性進展，認為它將成為未來短距離無線通信的主流技術。發(fā)射超寬帶信號最常用和最傳統的方法是發(fā)射時域上很短的脈沖。這種傳輸技術稱為“沖激無線電”(Impulse Radio，簡寫為IR)。除了要對脈沖進行調制之外，為了形成所產生的信號的頻譜，還要用偽隨機碼或偽隨機噪聲(PN)對數據符號進行編碼。直接序列擴譜就是編碼后數據符號對基本脈沖的幅度進行調制，這在沖激無線電(IR)中被稱為直接序列超寬帶(DS-UWB，Direct-Sequence UWB)。在第三代無線通信系統(歐洲和日本的UMTS/IMT2000)中，DS-SS是作為基本的無線電接入技術而被采用的。
作為擴頻系統的應用，如傳統的直接序列接收機(見圖1)的抗干擾能力無法滿足應用的需要，因此改善系統的抗干擾能力對提高系統性能具有十分重要的意義。由于傳統的校正方法都是針對信號的幅頻特性進行均衡補償，而忽略了信號的相頻特性，因此抑制干擾的效果不能滿足應用的需要，需要進一步得到提高。

發(fā)明內容
為了提高現有抑制干擾的方法的抑制干擾的效果，本發(fā)明提供了一種相位校正擴頻方法。
本發(fā)明的相位校正擴頻方法由下列步驟完成步驟一對同步后的信號進行快速傅立葉變換，得到一個PN碼信號完整周期的頻譜；步驟二對變換后的信號相位進行相位比較，判斷為+PN碼的信號相位或-PN碼的信號相位；步驟三根據變換后的信號相位值與+PN碼信號相位值或-PN碼信號相位值的誤差，判斷是否將譜線校正到+PN碼的信號相位或-PN碼的信號相位上，當誤差小于校正門限值則將譜線校正到+PN碼的信號相位或-PN碼的信號相位上，當誤差大于校正門限值則不對該點進行校正；步驟四對于校正之后的頻譜信號，進行快速傅里葉逆變換得到時域信號。
本發(fā)明的相位校正擴頻方法與傳統校正方法兼容，可以在傳統的校正補償方法下進一步提高接收信號的信噪比，進而使誤碼率降低50％、提高通信性能，改善系統性能，本方法簡單、易于在各種軟件無線電平臺上實現。


圖1是現有直接序列接收機的結構示意圖。
具體實施例方式
下面具體說明本實施方式，本實施方式由下列步驟完成步驟一對同步后的信號進行快速傅立葉變換，得到一個PN碼信號完整周期的頻譜；步驟二對變換后的信號相位進行相位比較，判斷為+PN碼的信號相位或-PN碼的信號相位；步驟三根據變換后的信號相位值與+PN碼信號相位值或-PN碼信號相位值的誤差，判斷是否將譜線校正到+PN碼的信號相位或-PN碼的信號相位上，當誤差小于校正門限值則將譜線校正到+PN碼的信號相位或-PN碼的信號相位上，當誤差大于校正門限值則不對該點進行校正；步驟四對于校正之后的頻譜信號，進行快速傅里葉逆變換得到時域信號。
為了抑制干擾，傳統的做法包括均衡校正，即在擴頻系統的每個發(fā)送端前置一預編碼器，在測定出用戶到前端的信道響應H(ω)后，調整預編碼器，使其幅頻響應P(ω)與信道響應成倒數關系，即P(ω)＝1/H(ω)，預編碼器的設置就能消除由于信道響應帶來的信號失真；由于傳統的校正方法都是針對信號的幅頻特性進行均衡補償，而忽略了信號的相頻特性，因此采用相頻校正方法，在擴頻時如果采用不同PN碼，雖然擴頻信號幅頻特性曲線形狀大致相同，但在相頻特性上確有著完全不同的形狀，且針對同一個PN碼來說，碼元為1和碼元為0的擴頻信號在同一頻點處的相頻特性是完全相反的(相差π)，因此在保證同步和一定的算法精度的前提下，可以考慮在相頻校正過程中將每個碼元的相頻特性與+PN碼和-PN碼的相頻特性進行比較分析，并進行校正，以得到更高的接收信噪比和更低的誤碼率。
上述方法可用于傳統直接序列接收機中，即在接收機的同步捕獲與跟蹤模塊中通過使用上述方法，實現信號相位的校正，從而提高抗干擾能力。
權利要求
1.相位校正擴頻方法，其特征在于它由下列步驟完成步驟一對同步后的信號進行快速傅立葉變換，得到一個PN碼信號完整周期的頻譜；步驟二對變換后的信號相位進行相位比較，判斷為+PN碼的信號相位或-PN碼的信號相位；步驟三根據變換后的信號相位值與+PN碼信號相位值或-PN碼信號相位值的誤差，判斷是否將譜線校正到+PN碼的信號相位或-PN碼的信號相位上，當誤差小于校正門限值則將譜線校正到+PN碼的信號相位或-PN碼的信號相位上，當誤差大于校正門限值則不對該點進行校正；步驟四對于校正之后的頻譜信號，進行快速傅里葉逆變換得到時域信號。
全文摘要
相位校正擴頻方法，它涉及一種相位校正擴頻方法，為了提高現有抑制干擾的方法的抑制干擾的效果，本發(fā)明首先對同步后的信號進行快速傅立葉變換；然后對變換后的信號相位進行相位比較；根據變換后的信號相位值與+PN碼信號相位值或－PN碼信號相位值的誤差，判斷是否將譜線校正到+PN碼的信號相位或－PN碼的信號相位上，當誤差小于校正門限值則將譜線校正到+PN碼的信號相位或－PN碼的信號相位上；對校正之后的頻譜信號進行快速傅里葉逆變換得到時域信號。本發(fā)明的相位校正擴頻方法與傳統校正方法兼容，可以在傳統的校正補償方法下使誤碼率降低50％，改善系統性能，本方法簡單、易于在各種軟件無線電平臺上實現。
文檔編號H04B7/04GK101083483SQ200710072429
公開日2007年12月5日 申請日期2007年6月29日 優(yōu)先權日2007年6月29日
發(fā)明者沙學軍, 張中兆, 朱凱 申請人:哈爾濱工業(yè)大學