专利名称：副载波生成方法和装置、调制解调方法、发射和接收系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及信号调制方式，尤其涉及以直接序列扩频信号作为测距信号的卫星导 航系统中的副载波生成方法。
背景技术：
全球导航卫星系统(GlobalNavigation Satellite System，GNSS)可以在全球范 围内为数量不限的海陆空天用户提供全天候、连续精确的位置、速度和时间信息。现已有多 个国家相继建设自己的GNSS或其增强系统。为了利用扩频码中频繁的相位翻转来精密测距，以及获得良好的多址接入性能 和抗多径与干扰性能，GNSS的信号都使用了直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS)技术。正如本领域内技术人员所知，DSSS可被看作二进制相移键控 (Binary PhaseShift Keying, BPSK)的扩展。一组扩频序列被扩频码片波形赋形后，与数 据信号和射频载波相乘，得到传输信号。
图1给出了一个DSSS信号生成过程的实例。信源产生的信息流IaJ通过编码器 产生二进制的数据码流d(t)。在扩频序列驱动时钟的驱动下，扩频序列发生器产生一个高 速的二进制扩频序列{bj，与d(t)进行模二加后，经过码片赋型，变为基带扩频信号s (t)。 该信号对载波进行调制后，通过发射机和天线送入信道中进行传输。上述实例只是一种可能的实现方式。实际的发射系统并不局限于这种实现方式。基带扩频信号在数学上可以表示为
+00
权利要求
1.一种副载波生成方法，用于调制扩频通信发射系统中的扩频序列信号，其特征在于， 包括形成多个副载波分量，其中每个所述副载波分量是由η个不同频率的正弦相位方波相 乘得到的，对于每个所述副载波分量，正弦相位方波的个数相同或不同，η为非负整数； 将多个所述副载波分量时分复用，复合得到所述副载波。
2.根据权利要求1所述的副载波生成方法，其特征在于，每个所述副载波分量按照以 下公式形成
3.根据权利要求2所述的副载波生成方法，其特征在于，还包括设置时分复用的切换 周期，在所述切换周期中，设置所述时分复用的时隙长度，以及设置各个所述副载波分量分 别占用所述切换周期中的哪些时隙。
4.根据权利要求3所述的副载波生成方法，其特征在于，将所述时隙长度设置为一个 扩频码片的持续时间。
5.根据权利要求4所述的副载波生成方法，其特征在于，所述副载波分量的总数、每个 所述副载波分量中的正弦相位方波的个数和每个所述正弦相位方波的频率值是根据对所 述扩频序列信号的总功率谱的形状及在捕获跟踪中的抗热噪声、抗多径、抗干扰能力的要 求进行选取的。
6.根据权利要求5所述的副载波生成方法，其特征在于，所述副载波分量实时生成或 预先存储在存储器中，并在生成所述副载波时，从所述存储器中读取相应的所述副载波分量。
7.一种副载波生成装置，其特征在于，包括多个副载波分量形成器，形成多个副载波分量，其中每个所述副载波分量是由η个不 同频率的正弦相位方波相乘得到的，对于每个所述副载波分量，正弦相位方波的个数相同 或不同，η为非负整数；时分复用切换器，用于将所述副载波分量形成器所形成的多个所述副载波分量时分复 用，复合得到所述副载波。
8.根据权利要求7所述的副载波生成装置，其特征在于，所述副载波分量形成器包括 η个正弦相位方波产生器，产生η个不同频率的正弦相位方波；以及乘法器，用于将所述η个正弦相位方波产生器产生的所述η个不同频率正弦相位方波 相乘。
9.根据权利要求8所述的副载波生成装置，其特征在于，每个所述副载波分量形成器 按照以下公式形成每个所述副载波分量scXt) = YIqJta^ f)7=1 V‘,其中，SCi (t)表示第i个所述副载波分量，/；)表示频率为2‘) 的正弦相位方 波，f。是扩频序列信号的发送速率，2乂')表示第i个所述副载波分量中的第j个正弦相位方 波的频率是所述扩频序列信号的发送速率f。的2 次幂倍，肌丨是非负整数。
10.根据权利要求9所述的副载波生成装置，其特征在于，还包括存储器，用于预先存储由所述副载波分量形成器形成的所述副载波分量，以及在生成 所述副载波时，为所述时分复用切换器提供相应的副载波分量。
11.根据权利要求10所述的副载波生成装置，其特征在于，所述副载波分量的总数、每 个所述副载波分量中的正弦相位方波的个数和每个所述正弦相位方波的频率值是根据对 所述扩频序列信号的总功率谱的形状及在捕获跟踪中的抗热噪声、抗多径、抗干扰能力的 要求进行选取的。
12.—种扩频信号的调制方法，其特征在于，使用如权利要求1至6中任一项所述的副 载波生成方法生成的所述副载波。
13.一种扩频信号的解调方法，其特征在于，使用如权利要求1至6中任一项所述的副 载波生成方法生成的所述副载波。
14.一种扩频信号的调制方法，其特征在于，使用如权利要求7至11中任一项所述的副 载波生成装置生成的所述副载波。
15.一种扩频信号的解调方法，其特征在于，使用如权利要求7至11中任一项所述的副 载波生成装置生成的所述副载波。
16.一种扩频通信发射系统，其特征在于，包括如权利要求7至12中任一项所述的副载 波生成装置。
17.一种扩频通信接收系统，其特征在于，包括如权利要求7至12中任一项所述的副载 波生成装置。
全文摘要
本发明提供了一种副载波生成方法，用于调制扩频通信发射系统中的扩频序列信号，包括形成多个副载波分量，其中每个所述副载波分量是由n个不同频率的正弦相位方波相乘得到的，对于每个所述副载波分量，正弦相位方波的个数相同或不同，n为非负整数；将多个所述副载波分量时分复用，复合得到所述副载波。本发明还提供了一种副载波生成装置、一种扩频信号的调制方法、一种扩频信号的解调方法、一种扩频通信发射系统和一种扩频通信接收系统。根据本发明的技术方案，提出了更为灵活的调制方式，更自由地控制信号的频谱形状，使信号与同一频段内的其他信号具有更好的分离度，同时也可以改变信号在热噪声、多径环境以及干扰下的接收性能。
文档编号H04B1/7097GK102064852SQ20101053443
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月3日 优先权日2010年11月3日
发明者姚铮, 陆明泉 申请人:清华大学