專(zhuān)利名稱(chēng)：用于短波信道精確測(cè)量的波形生成方法及波形發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及短波通信和短波信道建模領(lǐng)域，尤其涉及一種用于短波信道精確測(cè)量的波形生成方法及波形發(fā)生器。
背景技術(shù)：
短波通信是一種依靠電離層反射進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ攀侄?，在軍事通信中占有非常重要的地位。但是由于電離層的分層結(jié)構(gòu)、多模式傳播和多跳傳播、不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，以及電離層的吸收、反射損耗等共同決定了短波信道的傳播特性，使得短波信道的多徑時(shí)延、衰落、多普勒頻移和多普勒展寬在產(chǎn)生機(jī)理和表現(xiàn)方式上區(qū)別于蜂窩信道。信道測(cè)量是研究短波信道傳播特性的有效途徑，通過(guò)信道測(cè)量得到短波信道的信道參數(shù)，用來(lái)指導(dǎo)短波通信設(shè)計(jì)，提高通信質(zhì)量。目前，通常使用斜向探測(cè)儀和chirp探測(cè)儀來(lái)進(jìn)行信道測(cè)量，這兩類(lèi)設(shè)備最初是為電離層探測(cè)而設(shè)計(jì)的，能夠獲取信道的信號(hào)能量和路徑絕對(duì)時(shí)延等參數(shù)，但對(duì)于能夠衡量通信性能的信道衰落特性參數(shù)，卻無(wú)法精確獲取。尤其是針對(duì)當(dāng)前普遍使用數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)亩滩ㄍㄐ哦?，獲得表征信道衰落特性的多普勒展寬、多普勒頻移等信道參數(shù)是提高短波通信設(shè)備性的必要條件，現(xiàn)有的信道測(cè)量設(shè)備不能滿(mǎn)足需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于短波信道精確測(cè)量的波形生成方法及波形發(fā)生器，用以為短波接收端精確獲取信道衰落特性參數(shù)提供波形支持。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一方面，本發(fā)明提供一種用于短波信道精確測(cè)量的波形生成方法，包括:步驟I,生成Bark碼，并對(duì)所述Bark碼依次進(jìn)行擴(kuò)頻處理、符號(hào)映射、加擾處理和PSK調(diào)制后生成用以輔助短波接收機(jī)進(jìn)行信號(hào)捕獲和同步的前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形，并將所述前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)；步驟2，輸入全I(xiàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述全I(xiàn)數(shù)據(jù)依次進(jìn)行擴(kuò)頻處理、符號(hào)映射、加擾處理和PSK調(diào)制后生成用以輔助短波接收機(jī)進(jìn)行信道參數(shù)獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制波形，并將所述測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制波形經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)?？蛇x地，本發(fā)明所述方法中，所述步驟I前，還包括:生成單點(diǎn)頻信號(hào)，并將所述單點(diǎn)頻信號(hào)經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)；其中，所述單點(diǎn)頻信號(hào)的頻率范圍為500 2500Hz，持續(xù)時(shí)間為 30(Tl000ms?？蛇x地，本發(fā)明所述方法中，所述擴(kuò)頻處理，具體包括:所述步驟I中，對(duì)于Bark碼中的I數(shù)據(jù)，利用前導(dǎo)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的前導(dǎo)偽隨機(jī)序列，實(shí)現(xiàn)對(duì)I數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻；對(duì)所述Bark碼中的O數(shù)據(jù)，利用前導(dǎo)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的前導(dǎo)偽隨機(jī)序列，并將該前導(dǎo)偽隨機(jī)序列與I模2相加后，實(shí)現(xiàn)對(duì)O數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻；
所述步驟2中，對(duì)于I數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)偽隨機(jī)序列，實(shí)現(xiàn)對(duì)全I(xiàn)數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻。可選地，本發(fā)明所述方法中，所述步驟1、2中，進(jìn)行符號(hào)映射、加擾處理和PSK調(diào)制，具體包括:所述步驟I中，將擴(kuò)頻后的二進(jìn)制符號(hào)映射為8進(jìn)制信道符號(hào)，并將符號(hào)映射后的信道符號(hào)與8進(jìn)制前導(dǎo)擾碼序列進(jìn)行模8相加運(yùn)算，得到加擾后的前導(dǎo)信道符號(hào)，并將該前導(dǎo)信道符號(hào)進(jìn)行PSK調(diào)制，生成音頻信號(hào)；所述步驟2中，將擴(kuò)頻后的二進(jìn)制符號(hào)映射為8進(jìn)制信道符號(hào)，并將符號(hào)映射后的信道符號(hào)與8進(jìn)制測(cè)量數(shù)據(jù)擾碼序列進(jìn)行模8相加運(yùn)算，得到加擾后的測(cè)量數(shù)據(jù)信道符號(hào)，并將該測(cè)量數(shù)據(jù)信道符號(hào)進(jìn)行PSK調(diào)制，生成音頻信號(hào)?？蛇x地，本發(fā)明所述方法中，所述將加擾后的前導(dǎo)信道符號(hào)/測(cè)量數(shù)據(jù)信道符號(hào)進(jìn)行PSK調(diào)制生成音頻信號(hào)，具體包括:將8進(jìn)制信道符號(hào)與PSK調(diào)制符號(hào)進(jìn)行映射，得到1、Q兩路數(shù)據(jù)信號(hào)，將所述1、Q兩路數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插、成形濾波處理后，經(jīng)過(guò)載波上變頻調(diào)制生成音頻信號(hào)。另一方面，本發(fā)明還提供一種用于短波信道精確測(cè)量的波形發(fā)生器，包括:前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路和測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路，其中，前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路的處理時(shí)序早于測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路；所述前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路包括:Bark碼生成器、擴(kuò)頻器、符號(hào)映射器、加擾器和PSK調(diào)制器；所述Bark碼生成器生成的Bark碼依次經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻器、符號(hào)映射器、加擾器和PSK調(diào)制器處理后，生成用以輔助短波接收機(jī)進(jìn)行信號(hào)捕獲和同步的前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形，并將所述前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)；所述測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路包括:數(shù)據(jù)輸入單元、擴(kuò)頻器、符號(hào)映射器、加擾器和PSK調(diào)制器；所述數(shù)據(jù)輸入單元將輸入的全I(xiàn)數(shù)據(jù)依次經(jīng)過(guò)本鏈路的擴(kuò)頻器、符號(hào)映射器、力口擾器和PSK調(diào)制器處理后，生成用以輔助短波接收機(jī)進(jìn)行信道參數(shù)獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制波形，并將所述測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制波形經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)?？蛇x地，本發(fā)明所述波形發(fā)生器還包括:單點(diǎn)頻信號(hào)發(fā)射鏈路，該鏈路的處理時(shí)序早于所述前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路；所述單點(diǎn)頻信號(hào)發(fā)射鏈路包括:單點(diǎn)頻信號(hào)生成器，用以生成單點(diǎn)頻信號(hào)，并將所述單點(diǎn)頻信號(hào)經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)；其中，所述單點(diǎn)頻信號(hào)的頻率范圍為500 2500Hz，持續(xù)時(shí)間為300 1000ms?？蛇x地，本發(fā)明所述波形發(fā)生器中，所述前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路和測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路通過(guò)開(kāi)關(guān)切換的方式共用符號(hào)映射器、加擾器和PSK調(diào)制器?？蛇x地，本發(fā)明所述波形發(fā)生器中:所述前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路中的擴(kuò)頻器，具體用于對(duì)于Bark碼中的I數(shù)據(jù)，利用前導(dǎo)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的前導(dǎo)偽隨機(jī)序列，實(shí)現(xiàn)對(duì)I數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻；對(duì)所述Bark碼中的O數(shù)據(jù)，利用前導(dǎo)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的前導(dǎo)偽隨機(jī)序列，并將該前導(dǎo)偽隨機(jī)序列與I模2相加后，實(shí)現(xiàn)對(duì)O數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻；所述測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路中的擴(kuò)頻器，具體用于對(duì)于I數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)偽隨機(jī)序列，實(shí)現(xiàn)對(duì)全I(xiàn)數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻。
可選地，本發(fā)明所述波形發(fā)生器中:所述符號(hào)映射器，用于將擴(kuò)頻后的二進(jìn)制符號(hào)映射為8進(jìn)制信道符號(hào)；所述加擾器，應(yīng)用于前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路時(shí)，用于將符號(hào)映射后的信道符號(hào)與前導(dǎo)序列擾碼產(chǎn)生器生成的8進(jìn)制前導(dǎo)擾碼序列進(jìn)行模8相加運(yùn)算，得到加擾后的前導(dǎo)信道符號(hào)；應(yīng)用于測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路時(shí)，用于將符號(hào)映射后的信道符號(hào)與數(shù)據(jù)序列擾碼產(chǎn)生器生成的8進(jìn)制測(cè)量數(shù)據(jù)擾碼序列進(jìn)行模8相加運(yùn)算，得到加擾后的測(cè)量數(shù)據(jù)信道符號(hào)；所述PSK調(diào)制器，用于對(duì)加擾后的信道符號(hào)進(jìn)行PSK調(diào)制，生成音頻信號(hào)?？蛇x地，本發(fā)明所述波形發(fā)生器中，所述PSK調(diào)制器，具體用于將8進(jìn)制信道符號(hào)與PSK調(diào)制符號(hào)進(jìn)行映射，得到1、Q兩路數(shù)據(jù)信號(hào)，將所述1、Q兩路數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插、成形濾波處理后，經(jīng)過(guò)載波上變頻調(diào)制生成音頻信號(hào)。本發(fā)明有益效果如下:本發(fā)明提供的波形生成方法和裝置，通過(guò)使用偽隨機(jī)碼結(jié)合擴(kuò)頻、加擾等通信手段，實(shí)現(xiàn)了輔助普通短波收發(fā)信機(jī)在惡劣信道下完成短波信道精確測(cè)量工作的能力；以及通過(guò)使用單點(diǎn)頻信號(hào)做TLC/AGC，實(shí)現(xiàn)了輔助普通收發(fā)信機(jī)完成路徑傳播損耗參數(shù)計(jì)算的能力。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于短波信道精確測(cè)量的波形生成方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形生成階段的流程示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中前導(dǎo)序列隨機(jī)碼生成器的示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例中8PSK調(diào)制功能框圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例中8PSK信號(hào)星座圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例中測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制波形生成階段的流程示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例中測(cè)量數(shù)據(jù)隨機(jī)碼生成器的示意圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例中測(cè)量數(shù)據(jù)階段的偽隨機(jī)序列產(chǎn)生器的示意圖；圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種用于短波信道精確測(cè)量的波形發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明實(shí)施例中又一用于短波信道精確測(cè)量的波形發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖11為本發(fā)明實(shí)施例所述波形發(fā)生器的波形時(shí)序圖；附圖12為本發(fā)明實(shí)施例中所述波形發(fā)生器在青島-北京鏈路實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。針對(duì)現(xiàn)今短波通信對(duì)信道參數(shù)的需求，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種能借助普通短波收發(fā)信機(jī)并輔助短波接收信機(jī)進(jìn)行短波信道精確測(cè)量的測(cè)量波形生成方法及波形發(fā)生器。通過(guò)發(fā)射和接收本發(fā)明生成的波形信號(hào)，可以輔助短波接機(jī)計(jì)算出與短波通信相關(guān)的信道參數(shù)，完成短波信道測(cè)量工作。下面就通過(guò)幾個(gè)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述技術(shù)方案的實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例一如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于短波信道精確測(cè)量的波形生成方法，應(yīng)用在包括短波發(fā)射機(jī)和短波接收機(jī)的系統(tǒng)中，具體包括:步驟S101,生成Bark碼,并對(duì)所述Bark碼依次進(jìn)行擴(kuò)頻處理、符號(hào)映射、加擾處理和PSK調(diào)制后生成用以輔助短波接收機(jī)進(jìn)行信號(hào)捕獲和同步的前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形，并將所述前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)；該步驟中，進(jìn)行擴(kuò)頻處理具體為:對(duì)于Bark碼中的I數(shù)據(jù)，利用前導(dǎo)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的前導(dǎo)偽隨機(jī)序列，實(shí)現(xiàn)對(duì)I數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻；對(duì)所述Bark碼中的O數(shù)據(jù)，利用前導(dǎo)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的前導(dǎo)偽隨機(jī)序列，并將該前導(dǎo)偽隨機(jī)序列與I模2相加后，實(shí)現(xiàn)對(duì)O數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻；進(jìn)一步地，該步驟中，進(jìn)行符號(hào)映射、加擾處理和PSK調(diào)制處理的過(guò)程具體包括:將擴(kuò)頻后的二進(jìn)制符號(hào)映射為8進(jìn)制信道符號(hào)，并將符號(hào)映射后的信道符號(hào)與8進(jìn)制前導(dǎo)擾碼序列進(jìn)行模8相加運(yùn)算，得到加擾后的前導(dǎo)信道符號(hào)，并將該前導(dǎo)信道符號(hào)進(jìn)行PSK調(diào)制，生成音頻信號(hào)。步驟S102，輸入全I(xiàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述全I(xiàn)數(shù)據(jù)依次進(jìn)行擴(kuò)頻處理、符號(hào)映射、加擾處理和PSK調(diào)制后生成用以輔助短波接收機(jī)進(jìn)行信道參數(shù)獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制波形，并將所述測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制波形經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)。該步驟中，進(jìn)行擴(kuò)頻處理具體為:對(duì)于I數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)偽隨機(jī)序列，實(shí)現(xiàn)對(duì)全I(xiàn)數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻。進(jìn)一步地，該步驟中，進(jìn)行符號(hào)映射、加擾處理和PSK調(diào)制處理的過(guò)程具體包括:將擴(kuò)頻后的二進(jìn)制符號(hào)映射為8進(jìn)制信道符號(hào)，并將符號(hào)映射后的信道符號(hào)與8進(jìn)制測(cè)量數(shù)據(jù)擾碼序列進(jìn)行模8相加運(yùn)算，得到加擾后的測(cè)量數(shù)據(jù)信道符號(hào)，并將該測(cè)量數(shù)據(jù)信道符號(hào)進(jìn)行PSK調(diào)制，生成音頻信號(hào)。下面給出本實(shí)施例所述方法的一種優(yōu)選方案，該方案包含上述所有步驟，且在步驟SlOl前生成單點(diǎn)頻信號(hào)，并將所述單點(diǎn)頻信號(hào)經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)，用以為短波發(fā)射機(jī)的發(fā)射點(diǎn)頻控制和接收機(jī)的自動(dòng)增益控制過(guò)程趨于穩(wěn)定狀態(tài)提供保護(hù)時(shí)間，以及為接收機(jī)進(jìn)行增益調(diào)整提供調(diào)整時(shí)間；其中，所述單點(diǎn)頻信號(hào)的頻率范圍優(yōu)選為500 2500Hz，持續(xù)時(shí)間優(yōu)選為300 1000ms。綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例所述方法通過(guò)發(fā)送單點(diǎn)頻信號(hào)，輔助短波接收機(jī)完成包括傳播損耗、多徑延時(shí)等信道參數(shù)測(cè)量，測(cè)量精度完全滿(mǎn)足短波通信需求；通過(guò)發(fā)送前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形，輔助短波接收機(jī)完成單發(fā)單收信道測(cè)量的信號(hào)捕獲和信號(hào)同步；通過(guò)發(fā)送測(cè)量數(shù)據(jù)波形并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)波形進(jìn)行加擾等處理，既可以增加信號(hào)的抗窄帶干擾能力又可以為短波接收機(jī)計(jì)算信道沖激響應(yīng)、多普勒展寬、多徑展寬等信道參數(shù)提供依據(jù)。實(shí)施例二本發(fā)明實(shí)施例提供一種用于短波信道精確測(cè)量的波形生成方法，本實(shí)施例的基本原理與實(shí)施例一相同，是結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例一所述方法的進(jìn)一步詳細(xì)闡述。本發(fā)明實(shí)施例中，按照測(cè)量波形發(fā)送的先后順序，將波形產(chǎn)生過(guò)程分為三個(gè)階段，分別為:階段A:TLC/AGC階段；階段B:前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形階段；階段C:測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制波形階段。其中:關(guān)于階段A:階段A為T(mén)LC/AG C階段，完成單點(diǎn)頻信號(hào)的生成，并將生成的單點(diǎn)頻信號(hào)發(fā)送至短波接收機(jī)，它的作用是:(I)如果短波接收機(jī)使用自動(dòng)增益控制，那么單點(diǎn)頻用于為發(fā)射機(jī)的發(fā)射電平控制(Transmit Level Control, TLC)與接收機(jī)的自動(dòng)增益控制(Automatic Gain Control,AGC)過(guò)程趨于穩(wěn)定狀態(tài)提供一段保護(hù)時(shí)間，以盡量減少TLC與AGC過(guò)程對(duì)前導(dǎo)序列所造成
號(hào)失真的影響。(2)如果信道測(cè)量目標(biāo)之一是傳播損耗，那么需要獲得信號(hào)的輸入功率，單點(diǎn)頻信號(hào)用來(lái)輔助接收端完成接收機(jī)恒定增益值的設(shè)定。設(shè)置過(guò)程:接收端首先設(shè)置一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值XdB作為接收機(jī)的恒定增益值，接收單點(diǎn)頻信號(hào)，計(jì)算接收信號(hào)的功率，檢測(cè)功率值是否過(guò)大或過(guò)小，如果過(guò)大，則向下調(diào)整接收機(jī)的恒定增益值，如果過(guò)小，則向上調(diào)整接收機(jī)的恒定增益值，調(diào)整后，繼續(xù)接收信號(hào)，并計(jì)算其功率、調(diào)整接收機(jī)的增益值，通過(guò)2 3次的迭代調(diào)整后，可以為接收機(jī)設(shè)置一個(gè)合理的恒定增益值。使用恒定增益值的測(cè)量數(shù)據(jù)，接收端可以計(jì)算傳播損耗。單點(diǎn)頻信號(hào)是最先傳送的信號(hào)，頻率選擇范圍為50(Γ2500Ηζ (收發(fā)信機(jī)的濾波器在此頻段內(nèi)較平坦)，優(yōu)選地使用1800Hz。單點(diǎn)頻信號(hào)的持續(xù)時(shí)間可以選擇30(Tl000ms(包含保護(hù)時(shí)間(如(TlOOms)和設(shè)置恒定增益值時(shí)間(10(Γ選擇的最大持續(xù)時(shí)間))，優(yōu)選地選擇的持續(xù)時(shí)間為500ms，也就是說(shuō)，在(TlOOms用于提供保護(hù)時(shí)間，10(T500ms用于為接收機(jī)提供設(shè)置恒定增益值的時(shí)間。關(guān)于階段B:階段B為前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形生成階段，通過(guò)使用bark碼結(jié)合擴(kuò)頻、加擾等通信手段，使前導(dǎo)數(shù)據(jù)具有輔助接收端完成單發(fā)單收信道測(cè)量的信號(hào)捕獲、符號(hào)同步和載波同步等工作。完成階段B要經(jīng)過(guò)如下步驟(各步驟之間的連接關(guān)系如圖2所示):步驟B1:生成Bark碼；輸出7位二進(jìn)制符號(hào)的bark碼。例如，1，1，1，0，0，1，O。關(guān)于bark碼‘I’始終是第一個(gè)生成符號(hào)，‘0’始終是最后一個(gè)生成符號(hào)。步驟B2:使用前導(dǎo)偽隨機(jī)序列進(jìn)行擴(kuò)頻；對(duì)生成的bark碼進(jìn)行擴(kuò)頻，當(dāng)接收到數(shù)據(jù)I時(shí)，生成一個(gè)對(duì)應(yīng)前導(dǎo)偽隨機(jī)序列，當(dāng)擴(kuò)頻器接收到數(shù)據(jù)O時(shí)，生成與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻偽隨機(jī)序列與I模2相加的序列。也就是說(shuō)，對(duì)Bark碼中I和O做擴(kuò)頻處理時(shí)使用的是同一個(gè)前導(dǎo)偽隨機(jī)序列，區(qū)別是:對(duì)于Bark碼中的I數(shù)據(jù)，使用的是前導(dǎo)偽隨機(jī)序列本身，對(duì)于Bark碼中的O數(shù)據(jù)，使用的是前導(dǎo)偽隨機(jī)序列本身與I模2相加后的序列。其中，前導(dǎo)偽隨機(jī)序列的生成方式為:前導(dǎo)偽隨機(jī)序列產(chǎn)生器結(jié)構(gòu)如圖3所示，設(shè)產(chǎn)生器(寄存器)的初始狀態(tài)為“100101”，產(chǎn)生前導(dǎo)偽隨機(jī)序列使用的多項(xiàng)式為:χ6 χ5Φχ2 Θ,τΘΙ。偽隨機(jī)序列的長(zhǎng)度為63位。步驟Β3:符號(hào)映射；將擴(kuò)頻后的2進(jìn)制符號(hào)映射為8進(jìn)制信道符號(hào)，即符號(hào)‘0’映射為符號(hào)‘0’，符號(hào)‘I’映射為符號(hào)‘4’。步驟Β4:使用前導(dǎo)擾碼序列進(jìn)行加擾；將符號(hào)映射后的信道符號(hào)與8進(jìn)制前導(dǎo)擾碼序列進(jìn)行模8相加運(yùn)算，以降低信道符號(hào)之間的相關(guān)性。其中，前導(dǎo)擾碼序列可以采用已有的擾碼序列，通過(guò)查表的方式對(duì)符號(hào)映射后的前導(dǎo)序列進(jìn)行加擾，如表I所示；也可以采用擾碼器實(shí)時(shí)生成擾碼序列，并利用生成的擾碼序列對(duì)符號(hào)映射后的前導(dǎo)序列進(jìn)行加擾。本發(fā)明實(shí)施例中，為了降低計(jì)算效率優(yōu)選地采用前者，由于前導(dǎo)序列長(zhǎng)度為441個(gè)符號(hào)，其加擾序列取值如表I所示，其取值順序?yàn)?自左至右、從上到下按行輸出。表I前導(dǎo)序列擾碼器取值
權(quán)利要求
1.一種用于短波信道精確測(cè)量的波形生成方法，應(yīng)用在包括短波發(fā)射機(jī)和短波接收機(jī)的系統(tǒng)中，其特征在于，包括: 步驟1，生成Bark碼，并對(duì)所述Bark碼依次進(jìn)行擴(kuò)頻處理、符號(hào)映射、加擾處理和PSK調(diào)制后生成用以輔助短波接收機(jī)進(jìn)行信號(hào)捕獲和同步的前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形，并將所述前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)； 步驟2，輸入全I(xiàn)數(shù)據(jù)，并對(duì)所述全I(xiàn)數(shù)據(jù)依次進(jìn)行擴(kuò)頻處理、符號(hào)映射、加擾處理和PSK調(diào)制后生成用以輔助短波接收機(jī)進(jìn)行信道參數(shù)獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制波形，并將所述測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制波形經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟I前，還包括:生成單點(diǎn)頻信號(hào)，并將所述單點(diǎn)頻信號(hào)經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)；其中，所述單點(diǎn)頻信號(hào)的頻率范圍為 50(Γ2500Ηζ，持續(xù)時(shí)間為 30(Tl000ms。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述擴(kuò)頻處理，具體包括: 所述步驟I中，對(duì)于Bark碼中的I數(shù)據(jù)，利用前導(dǎo)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的前導(dǎo)偽隨機(jī)序列，實(shí)現(xiàn)對(duì)I數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻；對(duì)所述Bark碼中的O數(shù)據(jù)，利用前導(dǎo)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的前導(dǎo)偽隨機(jī)序列，并將該前導(dǎo)偽隨機(jī)序列與I模2相加后，實(shí)現(xiàn)對(duì)O數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻； 所述步驟2中，對(duì) 于I數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)偽隨機(jī)序列，實(shí)現(xiàn)對(duì)全I(xiàn)數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步驟1、2中，進(jìn)行符號(hào)映射、加擾處理和PSK調(diào)制，具體包括: 所述步驟I中，將擴(kuò)頻后的二進(jìn)制符號(hào)映射為8進(jìn)制信道符號(hào)，并將符號(hào)映射后的信道符號(hào)與8進(jìn)制前導(dǎo)擾碼序列進(jìn)行模8相加運(yùn)算，得到加擾后的前導(dǎo)信道符號(hào)，并將該前導(dǎo)信道符號(hào)進(jìn)行PSK調(diào)制，生成音頻信號(hào)； 所述步驟2中，將擴(kuò)頻后的二進(jìn)制符號(hào)映射為8進(jìn)制信道符號(hào)，并將符號(hào)映射后的信道符號(hào)與8進(jìn)制測(cè)量數(shù)據(jù)擾碼序列進(jìn)行模8相加運(yùn)算，得到加擾后的測(cè)量數(shù)據(jù)信道符號(hào)，并將該測(cè)量數(shù)據(jù)信道符號(hào)進(jìn)行PSK調(diào)制，生成音頻信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述將加擾后的前導(dǎo)信道符號(hào)/測(cè)量數(shù)據(jù)信道符號(hào)進(jìn)行PSK調(diào)制生成音頻信號(hào)，具體包括: 將8進(jìn)制信道符號(hào)與PSK調(diào)制符號(hào)進(jìn)行映射，得到1、Q兩路數(shù)據(jù)信號(hào)，將所述1、Q兩路數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插、成形濾波處理后，經(jīng)過(guò)載波上變頻調(diào)制生成音頻信號(hào)。
6.一種用于短波信道精確測(cè)量的波形發(fā)生器，應(yīng)用在包括短波發(fā)射機(jī)和短波接收機(jī)的系統(tǒng)中，其特征在于，包括:前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路和測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路，其中，前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路的處理時(shí)序早于測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路； 所述前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路包括=Bark碼生成器、擴(kuò)頻器、符號(hào)映射器、加擾器和PSK調(diào)制器；所述Bark碼生成器生成的Bark碼依次經(jīng)過(guò)擴(kuò)頻器、符號(hào)映射器、加擾器和PSK調(diào)制器處理后，生成用以輔助短波接收機(jī)進(jìn)行信號(hào)捕獲和同步的前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形，并將所述前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)； 所述測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路包括:數(shù)據(jù)輸入單元、擴(kuò)頻器、符號(hào)映射器、加擾器和PSK調(diào)制器；所述數(shù)據(jù)輸入單元將輸入的全I(xiàn)數(shù)據(jù)依次經(jīng)過(guò)本鏈路的擴(kuò)頻器、符號(hào)映射器、加擾器和PSK調(diào)制器處理后，生成用以輔助短波接收機(jī)進(jìn)行信道參數(shù)獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制波形，并將所述測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制波形經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)。
7.如權(quán)利要求6所述的波形發(fā)生器，其特征在于，所述波形發(fā)生器還包括:單點(diǎn)頻信號(hào)發(fā)射鏈路，該鏈路的處理時(shí)序早于所述前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路； 所述單點(diǎn)頻信號(hào)發(fā)射鏈路包括:單點(diǎn)頻信號(hào)生成器，用以生成單點(diǎn)頻信號(hào)，并將所述單點(diǎn)頻信號(hào)經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)；其中，所述單點(diǎn)頻信號(hào)的頻率范圍為500 2500Hz，持續(xù)時(shí)間為 30(Tl000ms。
8.如權(quán)利要求6或7所述的波形發(fā)生器，其特征在于，所述前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路和測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路通過(guò)開(kāi)關(guān)切換的方式共用符號(hào)映射器、加擾器和PSK調(diào)制器。
9.如權(quán)利要求6或7所述的波形發(fā)生器，其特征在于， 所述前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路中的擴(kuò)頻器，具體用于對(duì)于Bark碼中的I數(shù)據(jù)，利用前導(dǎo)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的前導(dǎo)偽隨機(jī)序列，實(shí)現(xiàn)對(duì)I數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻；對(duì)所述Bark碼中的O數(shù)據(jù)，利用前導(dǎo)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的前導(dǎo)偽隨機(jī)序列，并將該前導(dǎo)偽隨機(jī)序列與I模2相加后，實(shí)現(xiàn)對(duì)O數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻； 所述測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路中的擴(kuò)頻器，具體用于對(duì)于I數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)序列隨機(jī)碼產(chǎn)生器生成一個(gè)與I數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)偽隨機(jī)序列，實(shí)現(xiàn)對(duì)全I(xiàn)數(shù)據(jù)的擴(kuò)頻。
10.如權(quán)利要求6或7所述的波形發(fā)生器，其特征在于， 所述符號(hào)映射器，用于將擴(kuò)頻后的二進(jìn)制符號(hào)映射為8進(jìn)制信道符號(hào)； 所述加擾器，應(yīng)用于前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路時(shí)，用于將符號(hào)映射后的信道符號(hào)與前導(dǎo)序列擾碼產(chǎn)生器生成的8進(jìn)制前導(dǎo)擾碼序列進(jìn)行模8相加運(yùn)算，得到加擾后的前導(dǎo)信道符號(hào)；應(yīng)用于測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制鏈路時(shí)，用于將符號(hào)映射后的信道符號(hào)與數(shù)據(jù)序列擾碼產(chǎn)生器生成的8進(jìn)制測(cè)量數(shù)據(jù)擾碼序列進(jìn)行模8相加運(yùn)算，得到加擾后的測(cè)量數(shù)據(jù)信道符號(hào)； 所述PSK調(diào)制器，用于對(duì)加擾后的信道符號(hào)進(jìn)行PSK調(diào)制，生成音頻信號(hào)。
11.如權(quán)利要求10所述的波形發(fā)生器，其特征在于，所述PSK調(diào)制器，具體用于將8進(jìn)制信道符號(hào)與PSK調(diào)制符號(hào)進(jìn)行映射，得到1、Q兩路數(shù)據(jù)信號(hào)，將所述1、Q兩路數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行內(nèi)插、成形濾波處理后，經(jīng)過(guò)載波上變頻調(diào)制生成音頻信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于短波信道精確測(cè)量的波形生成方法及波形發(fā)生器，所述方法包括步驟1，生成Bark碼，并對(duì)所述Bark碼依次進(jìn)行擴(kuò)頻處理、符號(hào)映射、加擾處理和PSK調(diào)制后生成用以輔助短波接收機(jī)進(jìn)行信號(hào)捕獲和同步的前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形，并將所述前導(dǎo)數(shù)據(jù)調(diào)制波形經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)；步驟2，輸入全1數(shù)據(jù)，并對(duì)所述全1數(shù)據(jù)依次進(jìn)行擴(kuò)頻處理、符號(hào)映射、加擾處理和PSK調(diào)制后生成用以輔助短波接收機(jī)進(jìn)行信道參數(shù)獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制波形，并將所述測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)制波形經(jīng)由短波發(fā)射機(jī)發(fā)送至短波接收機(jī)。通過(guò)發(fā)射和接收本發(fā)明生成的波形信號(hào)，可以輔助短波接機(jī)計(jì)算出與短波通信相關(guān)的信道參數(shù)，完成短波信道測(cè)量工作。
文檔編號(hào)H04B1/7075GK103152110SQ20121058107
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者金珠, 吳永宏, 劉毅敏, 朱振飛 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十二研究所