改善衛星擴頻通信接收機解擴信號信噪比的方法及接收機的製作方法
2023-06-07 10:25:51
專利名稱：改善衛星擴頻通信接收機解擴信號信噪比的方法及接收機的製作方法
技術領域：
本發明涉及衛星通信、無線通信、擴頻通信、調製解調領域。
背景技術：
在
圖1所示的衛星通信系統中，S1⑴是發射機I發射的QPSK調製上行信號，S2⑴是發射機2發射的擴頻調製上行信號。Sl(t)與82(0佔用基本相同的頻率和帶寬，但S2 (t)的幅度度比S1U)低的多，從而保證S2(t)對S1 (t)傳輸的影響很小。圖2是假定S1 (t)幅度比s2(t)幅度高20倍時的信號功率譜(功率高26dB)。si(t)、s2(t)信號經過通信衛星轉發器頻率變換後，形成QPSK調製下行信號ri(t)和擴頻調製下行信號1'2(0，1'1(0、1'2(0也佔用基本相同的頻率和帶寬，保持和Sl(t)、s2(t)相同的信號幅度關係。QPSK調製下行信號Γι的數學表達式如式I所示:
權利要求
1.一種改善衛星擴頻通信接收機解擴信號信噪比的方法，其特徵在於，包括: 接收機的一輸入信號分路器獲取輸入信號，並將所述輸入信號分為兩路相等所述輸入信號，每一路所述輸入信號為QPSK調製下行信號、擴頻調製下行信號與高斯噪聲之和，其中QPSK調製下行信號遠遠大於擴頻調製下行信號； 接收機的一本地振蕩器產生的本振載波與QPSK調製下行信號的載波同步，本振頻率等於QPSK調製下行信號的載波頻率，本地振蕩器輸出的正交本振信號分別與每路輸入信號相乘輸出I路差頻、和頻號和Q路差頻、和頻號； 所述接收機的第一 QPSK信號匹配濾波器、第二 QPSK信號匹配濾波器分別濾除所述I路差頻、和頻號和Q路差頻、和頻信號中的I路、Q路和頻信號，輸出所述I路、Q路差頻信號作為I路、Q路基帶信號，所述I路、Q路基帶信號為QPSK基帶信號、擴頻基帶信號與高斯噪聲之和，其中QPSK基帶信號的幅度遠遠大於擴頻基帶信號； 所述接收機的一 QPSK解調器根據所述I路、Q路基帶信號分別輸出I路、Q路QPSK解調數據； 所述接收機的一第三QPSK匹配濾波器、第四QPSK匹配濾波器分別根據所述I路、Q路QPSK解調數據輸出I路、Q路QPSK再生基帶信號； 所述接收機的一幅度調整電路根據所述I路、Q路QPSK再生基帶信號和第一、第二和第三幅度調整參數輸出第一、第二和第三對QPSK基帶複製信號，並將第二對QPSK基帶複製信號作為最佳補償QPSK基帶複製信號，第一對QPSK基帶複製信號作為過補償QPSK基帶複製信號，第三對QPSK基帶複製信號作為欠補償QPSK基帶複製信號； 所述接收機的一信號延遲模塊分別對所述I路、Q路基帶信號進行固定延時，使延時後的I路、Q路基帶信號與QPSK基帶複製信號在時間上相匹配； 所述接收機的一信號抵消模塊分別將延時後I路、延時後Q路基帶信號分別與所述第一、第二和第三對QPSK基帶複製信號相減，輸出第一、第二和第三對擴頻基帶信號； 所述接收機的一信噪比模塊對所述第一、第二和第三對擴頻基帶信號分別進行解擴，並計算和輸出第一、第二和第三解擴信號信噪比； 所述接收機的一控制邏輯電路根據所述第一、第二和第三解擴信號信噪比調整所述第一、第二和第三幅度調整參數，並控制信噪比模塊調整對應的第一、第二和第三解擴信號信噪比，直至第二解擴信號信噪比為最大值且第一和第二解擴信號信噪比相等。
2.如權利要求1所述的改善衛星擴頻通信接收機解擴信號信噪比的方法，其特徵在於，如果QPSK信號數據信息經過糾錯編碼處理，所述第三QPSK匹配濾波器、第四QPSK匹配濾波器分別根據所述I路、Q路QPSK解調數據輸出I路、Q路QPSK再生基帶信號的步驟包括: 所述接收機的一信道糾錯解碼器將所述I路、Q路QPSK解調數據糾錯解碼後再編碼以生成I路、Q路再編碼數據，所述第三QPSK匹配濾波器、第四QPSK匹配濾波器根據所述I路、Q路再編碼數據輸出I路、Q路QPSK再生基帶信號。
3.如權利要求1所述的改善衛星擴頻通信接收機解擴信號信噪比的方法，其特徵在於，所述輸入信號的公式如下:
4.如權利要求3所述的改善衛星擴頻通信接收機解擴信號信噪比的方法，其特徵在於，I路基帶信號的公式如下:
5.如權利要求4所述的改善衛星擴頻通信接收機解擴信號信噪比的方法，其特徵在於，I路、Q路QPSK再生基帶信號的公式為:
6.如權利要求5所述的改善衛星擴頻通信接收機解擴信號信噪比的方法，其特徵在於，第一、第二和第三對QPSK基帶複製信號的公式如下:
7.如權利要求6所述的改善衛星擴頻通信接收機解擴信號信噪比的方法，其特徵在於，所述第一、第二和第三對擴頻基帶信號的公式如下:
8.如權利要求7所述的改善衛星擴頻通信接收機解擴信號信噪比的方法，其特徵在於，所述信噪比模塊計算和輸出第一、第二和第三解擴信號信噪比的公式如下:(
9.如權利要求8所述的改善衛星擴頻通信接收機解擴信號信噪比的方法，其特徵在於，所述接收機的控制邏輯電路根據所述第一、第二和第三解擴信號信噪比調整所述第一、第二和第三幅度調整參數的步驟中，當
10.一種改善衛星擴頻通信解擴信號信噪比的接收機，其特徵在於，所述接收機包括: 輸入信號分路器，用於獲取輸入信號，並將所述輸入信號分為兩路相等所述輸入信號，每一路所述輸入信號為QPSK調製下行信號、擴頻調製下行信號與高斯噪聲之和，其中QPSK調製下行信號遠遠大於擴頻調製下行信號； 本地振蕩器，用於產生解調所需的正交本振信號，本振載波與QPSK調製下行信號的載波同步，本振頻率等於QPSK調製下行信號的載波頻率，本地振蕩器輸出的正交本振信號分別與每路輸入信號相乘輸出I路差頻、和頻信號和Q路差頻、和頻信號； 第一 QPSK信號匹配濾波器、第二 QPSK信號匹配濾波器，用於分別濾除所述I路差頻、和頻號和Q路差頻、和頻號中的I路、Q路和頻信號，輸出所述I路、Q路差頻信號作為I路、Q路基帶信號，所述I路、Q路基帶信號為QPSK基帶信號、擴頻基帶信號與高斯噪聲之和，其中QPSK基帶信號的幅度遠遠大於擴頻基帶信號； QPSK解調器，用於根據所述I路、Q路基帶信號分別輸出I路、Q路QPSK解調數據；第三QPSK匹配濾波器、第四QPSK匹配濾波器，用於分別根據所述I路、Q路QPSK解調數據輸出I路、Q路QPSK再生基帶信號； 幅度調整電路，用於根據所述I路Q路QPSK再生基帶信號和和第一、第二和第三幅度調整參數輸出第一、第二和第三對QPSK基帶複製信號，並將第二對QPSK基帶複製信號作為最佳補償QPSK基帶複製信號，第一對QPSK基帶複製信號作為過補償QPSK基帶複製信號，第三對QPSK基帶複製信號作為欠補償QPSK基帶複製信號； 信號延遲模塊，用於分別對所述I路、Q路基帶信號進行固定延時，使延時後的I路、Q路基帶信號與QPSK基帶複製信號在時間上相匹配； 信號抵消模塊，用於將延時後I路、延時後Q路基帶信號分別與所述第一、第二和第三對QPSK基帶複製信號相 減，輸出第一、第二和第三對擴頻基帶信號； 信噪比模塊，用於對所述第一、第二和第三對擴頻基帶信號分別進行解擴，並計算和輸出第一、第二和第三解擴信號信噪比； 控制邏輯電路，用於根據所述第一、第二和第三解擴信號信噪比調整所述第一、第二和第三幅度調整參數，並控制信噪比模塊調整對應的第一、第二和第三解擴信號信噪比，直至第二解擴信號信噪比為最大值且第一和第二解擴信號信噪比相等。
全文摘要
本發明涉及一種改善衛星擴頻通信接收機解擴信號信噪比的方法及接收機，所述方法通過QPSK信號解調數據產生QPSK基帶複製信號，然後用QPSK基帶複製信號抵消基帶信號中的QPSK基帶信號分量，從而提高擴頻信號解擴後的信噪比，改善擴頻通信質量；在擴頻信號擴頻增益要求不變的條件下，可以降低擴頻發射機的發射功率，減小擴頻信號對QPSK信號的影響，提高擴頻信號的隱蔽性；在擴頻信號解擴後信噪比要求不變的條件下，可以減小擴頻信號的擴頻係數，提高擴頻通信系統的傳輸速率。
文檔編號H04L27/26GK103117769SQ20131003058
公開日2013年5月22日 申請日期2013年1月25日 優先權日2013年1月25日
發明者徐曉書, 朱德民 申請人:電信科學技術第一研究所