一种MSK扩频接收机解调解扩方法、系统、介质和设备技术方案

本申请涉及扩频码解扩领域，具体而言，涉及一种MSK扩频接收机解调解扩方法、系统、介质和设备。本申请公开确定待解算的扩频脉冲位置；步骤2：生成4路参考信号、N组参考码元序列及对应的码元初始相位序列；基于所述扩频脉冲位置，进行信号采样，将采样后的采样信号与4路信号相乘；将4个乘积结果进行码元内累加积分，得到每个码元内信号与4路参考信号的码片相关值；将各个码片内的累加积分值，通过N组参考码元和初相序列计算每一组整个扩频信号的I、Q两路相关积分值；对I、Q两路相关值求模，得到最终的脉冲内相关积分值；比较N组脉冲内相关积分值大小，确定解算结果。

Demodulation and despreading method, system, medium and equipment of MSK spread spectrum receiver

【技术实现步骤摘要】
一种MSK扩频接收机解调解扩方法、系统、介质和设备
本申请涉及扩频码解扩领域，具体而言，涉及一种MSK扩频接收机解调解扩方法、系统、介质和设备。
技术介绍
MSK扩频接收机需要对接收到的扩频信号进行解扩处理，从而恢复出原始信息。对于突发的数据通信，信息为不连续传输，很难通过反馈环路实现同步，因而一般采用扩频技术，在发射的数据帧前插入一组扩频序列用于系统同步，接收机根据同步序列的检测确定后续数据信息的位置，再对数据信息进行解调解扩操作。对数据信息的解调，由于相位同步难以实现，一般采用非相干解调的方式。。传统的扩频MSK接收机，对MSK信号解扩处理是先对接收的MSK信号进行解调处理，然后使用解调数据与扩频码做相关运算后得到相关峰，这种先解调后解扩的算法由于在解调时必须使用硬判决的方式，从而损失了部分扩频增益，使得系统的误码率性能不佳。为提升系统误码性能，需要使用同时解调解扩的算法，对接收的MSK信号先使用不同的扩频码进行相关解扩，再对比各个扩频码的相关峰进行解调判决。现已有的一些类似的算法，但是其解扩解调中相关运算的计算量很大，占用系统资源较多。传统的先解调后解扩的算法，损失了宝贵的扩频增益，系统误码性能差；现有的同时解调解扩算法，相关运算的计算量大，占用较多系统资源，且一般都有一定的延迟性。如基于匹配滤波器方法，需将中频采样信号先下变频到基带，再利用数字滤波器进行滤波，其数字下变频及数字滤波具有一定的处理延迟，且需要使用较多的乘法器等资源；再如联合解调解扩方法，直接对中频采样信号进行处理，但需要使用最大似然计算相关值，计算量大。
技术实现思路
本申请提供一种MSK扩频接收机解调解扩方法、系统、介质和设备。本申请的实施例通过如下方式实现：一种MSK扩频接收机解调解扩方法包括：步骤1：确定待解算的扩频脉冲位置；步骤2：生成4路参考信号、N组参考码元序列及对应的码元初始相位序列；步骤3：基于所述扩频脉冲位置，进行信号采样，将采样后的采样信号与4路信号相乘；步骤4：将4个乘积结果分别进行码元内累加积分，得到每个码元内信号与4路参考信号的码片内相关积分值；步骤5：将各个码片内的相关积分值，通过N组参考码元和初相序列计算每一组整个扩频信号的I、Q两路相关积分值；步骤6：根据所述I、Q两路相关积分值，得到最终的脉冲内N个相关积分值；步骤7：比较步骤6中得到的N个相关值，将最大相关值对应的M个bit码元序列对应值的K个bit信息x作为最终解调解扩后的原始信息。优选的，所述步骤2具体过程是：步骤201：实时生成2对共4路中频参考信号；步骤202：生成或读取N组扩频码序列，得到整个扩频码表矩阵；每一行的Mbit码元为其中一种扩频信息序列，码元取值为0或1；步骤203：利用MSK信号相位连续的特点，根据S202中的扩频码表，计算出对应的码元初始相位表，得到初始相位序列初始相位取值为0π或1π。优选的，所述4路中频参考信号的表达式为：第一对信号s0,I(t)与s0,Q(t)；第二对信号s1,I(t)与s1,Q(t)；两对信号内的2路信号为频率一致、相位相差90度的I、Q两路信号；两对参考信号的频率分别为f0＝fc-fw/4和f1＝fc+fw/4，其中采用fc为信号中频频率，fw为码速率，码元周期为Ts，A/D采样时钟为fs，共有N＝2K组可选扩频序列。优选的，所述步骤5具体过程是：步骤501、根据步骤4计算得到的第m个码元内4个码片相关积分值，和N组扩频信息序列的第m个码元值，确定每一组实际使用的初步相关积分值；当码元为0时，本码元内I、Q两路的实际相关值为S4中第1对本地参考信号与采样信号的码元内相关值；当码元为1时，则为第2对本地参考信号与采样信号的码元内相关值；步骤502、根据步骤203计算出的N组扩频信息序列中第m个码元对应的初始相位值，确定每一组实际使用的最终码元相关积分值；若初始相位为0，则使用步骤501得到的值作为最终码元相关积分值；若初始相位为1，则需将步骤501中得到的值经符号取反操作后，作为最终码元相关积分值；步骤503、将步骤502得到的I、Q两路最终码元内相关积分值，与前m-1个码元相关积分值作累加，得到前m个码元相关积分值；当m＝M-1时，即得到了整个扩频信息序列的码元相关积分值。优选的，所述步骤501和502中，第m个码元内相关积分值由当前码元an,m和当前码元初相决定：当码元an,m为0时，码元内I、Q两路相关值为而当码元an,m为1时，码元内相关值取所述步骤503中整个扩频信息序列的码元相关积分值指的是：将整个符号内M个码元内相关值进行累加，可计算得到N组序列的I、Q两路符号内相关积分值In、Qn，具体计算过程如下式所示：优选的，所述4路参考信号是采用数控振荡器计算得到、直接数字频率合成器(DDS)计算得到或者预先存储到存储部件中。优选的，所述步骤6中脉冲内N个相关积分值是通过以下三种方法之一实现；方法1：对I、Q两路相关值求模，得到最终的N个符号内相关积分值En；方法2：对I、Q两路相关值求平方和，得到最终的N个符号内相关积分值En；方法3：对I、Q两路相关值求绝对值，得到最终的N个符号内相关积分值En。一种MSK扩频接收机解调解扩系统包括：扩频相关值计算模块，用于确定待解算的扩频脉冲位置；生成4路参考信号、N组参考码元序列及对应的码元初始相位序列；基于所述扩频脉冲位置，进行信号采样，将采样后的采样信号与4路信号相乘；将4个乘积结果进行码元内累加积分，得到每个码元内信号与4路参考信号的相关值；将各个码片内的累加积分值，通过N组参考码元和初相序列计算每一组整个扩频信号的I、Q两路相关积分值；脉冲相关值计算模块，用于根据所述I、Q两路相关积分值，得到最终的脉冲内N个相关积分值；原始解调解扩模块，用于比较所述N个相关值，将最大相关值对应的M个bit码元序列对应值的K个bit信息x作为最终解调解扩后的原始信息。一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的MSK扩频接收机解调解扩方法的步骤。一种含多开关元件的电磁暂态仿真算法设备包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述的MSK扩频接收机解调解扩方法的步骤。有益效果：本专利技术充分利用了中频MSK信号的特点，直接对中频MSK信号进行解调解扩处理。该方法具有性能优良、复杂度低、计算延迟小等优点，且当采样率为非整数倍码率条件时该算法依然适用。本专利技术提供的解调解扩方法，只需要4个乘法器即可很快地计算出所有可能的相关结果，最终得到解调解扩后信息。且适用于任何长度任何类型的扩频系统，即扩频时将Kbit原始信息扩频为N组中的一组Mbit信息，本方法适用于K、M、N取任何正整数值的情况。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MSK扩频接收机解调解扩方法，其特征在于包括：/n步骤1：确定待解算的扩频脉冲位置；/n步骤2：生成4路参考信号、N组参考码元序列及对应的码元初始相位序列；/n步骤3：基于所述扩频脉冲位置，进行信号采样，将采样后的采样信号与4路参考信号相乘；/n步骤4：将4个乘积结果分别进行码元内累加积分，得到每个码元内信号与4路参考信号的码片内相关积分值；/n步骤5：将各个码片内的相关积分值，通过N组参考码元和初相序列计算每一组整个扩频信号的I、Q两路相关积分值；/n步骤6：根据所述I、Q两路相关积分值，得到最终的脉冲内N个相关积分值；/n步骤7：比较步骤6中得到的N个相关值，将最大相关值对应的M个bit码元序列对应值的K个bit信息x作为最终解调解扩后的原始信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种MSK扩频接收机解调解扩方法，其特征在于包括：
步骤1：确定待解算的扩频脉冲位置；
步骤2：生成4路参考信号、N组参考码元序列及对应的码元初始相位序列；
步骤3：基于所述扩频脉冲位置，进行信号采样，将采样后的采样信号与4路参考信号相乘；
步骤4：将4个乘积结果分别进行码元内累加积分，得到每个码元内信号与4路参考信号的码片内相关积分值；
步骤5：将各个码片内的相关积分值，通过N组参考码元和初相序列计算每一组整个扩频信号的I、Q两路相关积分值；
步骤6：根据所述I、Q两路相关积分值，得到最终的脉冲内N个相关积分值；
步骤7：比较步骤6中得到的N个相关值，将最大相关值对应的M个bit码元序列对应值的K个bit信息x作为最终解调解扩后的原始信息。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述步骤2：具体过程是：
步骤201：实时生成2对共4路中频参考信号；
步骤202：生成或读取N组扩频码序列，得到整个扩频码表矩阵；每一行的Mbit码元为其中一种扩频信息序列，码元取值为0或1；
步骤203：利用MSK信号相位连续的特点，根据S202中的扩频码表，计算出对应的码元初始相位表，得到初始相位序列初始相位取值为0π或1π。


3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述4路中频参考信号的表达式为：



第一对信号s0,I(t)与s0,Q(t)；第二对信号s1,I(t)与s1,Q(t)；两对信号内的2路信号为频率一致、相位相差90度的I、Q两路信号；两对参考信号的频率分别为f0＝fc-fw/4和f1＝fc+fw/4，其中采用fc为信号中频频率，fw为码速率，码元周期为Ts，A/D采样时钟为fs，共有N＝2K组可选扩频序列。


4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于所述步骤5具体过程是：
步骤501、根据步骤4计算得到的第m个码元内4个码片相关积分值，和N组扩频信息序列的第m个码元值，确定每一组实际使用的初步相关积分值；当码元为0时，本码元内I、Q两路的实际相关值为S4中第1对本地参考信号与采样信号的码元内相关值；当码元为1时，则为第2对本地参考信号与采样信号的码元内相关值；
步骤502、根据步骤203计算出的N组扩频信息序列中第m个码元对应的初始相位值，确定每一组实际使用的最终码元相关积分值；若初始相位为0，则使用步骤501得到的值作为最终码元相关积分值；若初始相位为1，则需将步骤501中得到的值经符号取反操作后，作为最终码元相关积分值；
步骤503...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳超，
申请(专利权)人：四川九洲电器集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51