專利名稱：直接序列擴(kuò)頻信號(hào)的信噪比測量器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及軍事抗干擾通信裝置，特別是涉及到用于直接序列擴(kuò)頻(DSSS)接收信號(hào)的信噪比測量，和接收信號(hào)中DSSS擴(kuò)頻信號(hào)的存在性判定的裝置。
背景技術(shù)：
直接序列擴(kuò)頻通信是軍事抗干擾通信的主要手段之一。由于軍事通信要求通信信號(hào)具有抗干擾能力強(qiáng)、保密性好、隱蔽性好的特點(diǎn)，要求通信信號(hào)發(fā)射方以最低的發(fā)射功率進(jìn)行通信，在保證可靠通信的前提條件下，保持信號(hào)的隱蔽性，降低通信信號(hào)的截獲概率。維持最佳發(fā)射功率(可靠通信前提下的最低發(fā)射功率)的參考信號(hào)，是接收信號(hào)中的信噪比(SNR)參數(shù)。對接收信號(hào)的SNR測量的方法有多種，如發(fā)送通信信號(hào)的同時(shí)，發(fā)送信標(biāo)；在信息符號(hào)中周期性地插入稱之為導(dǎo)頻符號(hào)的已知符號(hào)；利用已經(jīng)判決的信息比特對接收信號(hào)進(jìn)行延遲測量等等。但在發(fā)送通信信號(hào)的同時(shí)，發(fā)射某種已知信號(hào)，如已知頻率的單音信號(hào)、已知內(nèi)容的導(dǎo)頻符號(hào)或引導(dǎo)碼等，不僅消耗發(fā)射功率，而且破壞了通信信號(hào)的隱蔽性，降低通信效率，這在軍事通信中是不允許的。判決反饋式的延遲測量，同樣要求發(fā)信端發(fā)送訓(xùn)練碼，并且由于不可避免地存在錯(cuò)判，使得在低SNR條件下，SNR測量變得不可靠，存在雪崩效應(yīng)。
另一方面，SNR測量，是通信信號(hào)質(zhì)量的測量，它有別于接收信號(hào)強(qiáng)度的測量。接收信號(hào)強(qiáng)度測量，只測量了接收機(jī)接收信號(hào)的強(qiáng)弱，不對信號(hào)質(zhì)量進(jìn)行測量。當(dāng)信號(hào)受到干擾時(shí)，信號(hào)功率的測量不能反映信號(hào)質(zhì)量。通常的SNR測量方式，還容易受到各種不利因素的干擾，信道穩(wěn)定性的影響、收發(fā)頻率一致性的影響等。特別是當(dāng)通信終端載體高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶來的通信信道的多徑衰落變化和多普勒(Doppler)頻移變化等。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種直接序列擴(kuò)頻信號(hào)的信噪比測量器，它能保持軍事抗干擾通信信號(hào)的隱蔽性與有效性，保證在低SNR條件下，在信道條件不理想條件下，對DSSS擴(kuò)頻接收信號(hào)的SNR的可靠測量，為DSSS擴(kuò)頻通信實(shí)施功率自適應(yīng)調(diào)整，保持最佳通信功率，提供參考信號(hào)。
本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案
一種直接序列擴(kuò)頻信號(hào)的信噪比測量器，其特征在于它由兩個(gè)A/D變換器(11)、(12)，匹配濾波器(13)，時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器(14)，數(shù)字信號(hào)處理器(15)組成，兩個(gè)A/D變換器(11)、(12)的輸入分別接基帶模擬同相支路輸入信號(hào)I和基帶模擬正交支路輸入信號(hào)Q，它們的輸出接匹配濾波器(13)的輸入，匹配濾波器(13)的輸出接數(shù)字信號(hào)處理器(15)的輸入，從數(shù)字信號(hào)處理器(15)的輸出即可得到所要的SNR參數(shù)值，完成信噪比測量；時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器(14)的輸出同時(shí)接兩A/D變換器(11)、(12)的時(shí)鐘輸入端和部分匹配濾波器(13)的同步信號(hào)控制端。
本實(shí)用新型提出的DSSS擴(kuò)頻接收信號(hào)的SNR測量裝置，不需要知道接收信號(hào)在某一時(shí)刻的具體內(nèi)容，因而不需要發(fā)送端發(fā)送已知信息，不破壞通信信號(hào)原有的信號(hào)特征，特別是信號(hào)的隱蔽性，在軍事通信領(lǐng)域內(nèi)具有特殊意義。本實(shí)用新型所提供的DSSS接收信號(hào)SNR測量器，對Doppler頻移、和信道衰落變化不敏感，從而保證了SNR測量結(jié)果的可信度。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是1.實(shí)現(xiàn)在接收端對DSSS擴(kuò)頻接收信號(hào)進(jìn)行在線實(shí)時(shí)測量；2.為自動(dòng)功率控制提供參考信號(hào)；3.為干擾分析提供判定依據(jù)；4.為在接收端對接收信號(hào)中DSSS擴(kuò)頻信號(hào)的存在性判斷提供依據(jù)。
本實(shí)用新型的用途是在接收端，對DSSS擴(kuò)頻信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，從而為安全可靠通信、功率自適應(yīng)控制、干擾分析提供依據(jù)和保證。
本實(shí)用新型專利所提供的DSSS擴(kuò)頻信號(hào)SNR測量器的應(yīng)用條件是DSSS擴(kuò)頻通信的接收端，已經(jīng)對接收信號(hào)實(shí)現(xiàn)了捕獲和解擴(kuò)，在解擴(kuò)后的數(shù)字基帶中對接收信號(hào)進(jìn)行在線SNR測量。
本實(shí)用新型對解擴(kuò)后的數(shù)字基帶信號(hào)，進(jìn)行變換和數(shù)字統(tǒng)計(jì)分析，利用噪聲和通信信號(hào)不同的統(tǒng)計(jì)特性進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，從而實(shí)現(xiàn)接收信號(hào)的SNR測量。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了不需要任何附加信號(hào)或信息條件下的SNR測量，這對軍事通信具有重要意義，因?yàn)檫@種SNR測量方式，保持了通信信號(hào)的原有特征，不破壞DSSS信號(hào)隱蔽性好的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本實(shí)用新型的原理框圖。
圖2是本實(shí)用新型的信號(hào)流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖1，本實(shí)用新型的直接序列擴(kuò)頻信號(hào)的信噪比測量器，它由兩個(gè)A/D變換器11、12(可選用ADI公司的型號(hào)為AD9288的雙A/D變換器)，匹配濾波器13，時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器14(可選用Altera公司的型號(hào)為20K200E的集成芯片，該電路通過編程實(shí)現(xiàn)了匹配濾波器和時(shí)鐘發(fā)生器電路，其中時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器向AD9288提供采樣時(shí)鐘信號(hào))，數(shù)字信號(hào)處理器15(可選用TI公司的型號(hào)為TMS320C6201的DSP芯片，它通過編程完成對匹配濾波器輸出信號(hào)的歸一化處理、高階矩計(jì)算、方差計(jì)算、SNR計(jì)算和平滑濾波處理)組成，兩個(gè)A/D變換器11、12的輸入分別接基帶模擬同相支路輸入信號(hào)I和基帶模擬正交支路輸入信號(hào)Q，它們的輸出接匹配濾波器13的輸入，匹配濾波器13的輸出接數(shù)字信號(hào)處理器15的輸入，從數(shù)字信號(hào)處理器15的輸出即可得到所要的SNR參數(shù)值，完成信噪比測量；時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器14的輸出同時(shí)接兩A/D變換器11、12的時(shí)鐘輸入端和部分匹配濾波器13的同步信號(hào)控制端。
本實(shí)用新型專利的工作過程是DSSS擴(kuò)頻信號(hào)經(jīng)過信道的傳輸進(jìn)入接收天線，經(jīng)低噪聲放大器放大和系列的下變頻，變?yōu)槟M基帶正交信號(hào)，即I路模擬基帶信號(hào)和Q路模擬基帶信號(hào)，此兩路模擬信號(hào)經(jīng)A/D變換器采樣后變?yōu)镮路數(shù)字基帶信號(hào)和Q路數(shù)字基帶信號(hào)，I路數(shù)字基帶信號(hào)和Q路基帶數(shù)字基帶信號(hào)通過匹配濾波器分別輸入到數(shù)字信號(hào)處理器中的輸入及歸一化處理器I和輸入及歸一化處理器Q，經(jīng)過歸一化處理的I信號(hào)同時(shí)輸入到高階矩計(jì)算器的I輸入端和方差計(jì)算器的I輸入端，經(jīng)過歸一化處理的Q信號(hào)同時(shí)輸入到高階矩計(jì)算器Q輸入端和方差計(jì)算器的Q輸入端，高階矩計(jì)算器的輸出和方差計(jì)算器的輸出同時(shí)輸入到SNR計(jì)算器中計(jì)算接收信號(hào)的SNR瞬時(shí)值，SNR計(jì)算器的輸出信號(hào)輸入到平滑濾波及輸出電路中，對SNR瞬時(shí)值進(jìn)行平滑濾波，消除干擾和抖動(dòng)，然后進(jìn)行輸出格式轉(zhuǎn)換，輸出到負(fù)責(zé)接收機(jī)控制的中央處理器中。這兩路數(shù)字基帶信號(hào)在輸入到數(shù)字解擴(kuò)解調(diào)器進(jìn)行解擴(kuò)解調(diào)的同時(shí)，也輸入到信噪比估計(jì)器中進(jìn)行信噪比估計(jì)，以便為功率控制、解擴(kuò)解調(diào)器是否繼續(xù)工作、通信線路是否中斷等提供判定依據(jù)。是接收機(jī)進(jìn)行工作狀態(tài)控制的基礎(chǔ)。
本實(shí)用新型的信號(hào)流程如圖2步驟21讀入解擴(kuò)后的數(shù)字基帶信號(hào)；步驟22對讀入的數(shù)字基帶信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；步驟23判斷統(tǒng)計(jì)分析是否結(jié)束；如果沒有結(jié)束，則轉(zhuǎn)入步驟21繼續(xù)輸入數(shù)字基帶信號(hào)；如果分析結(jié)束，則轉(zhuǎn)入步驟24；步驟24計(jì)算SNR；步驟25將計(jì)算結(jié)果按格式要求轉(zhuǎn)換輸出。然后轉(zhuǎn)入步驟21重復(fù)以上過程。
權(quán)利要求1.一種直接序列擴(kuò)頻信號(hào)的信噪比測量器，其特征在于它由兩個(gè)A/D變換器(11)、(12)，匹配濾波器(13)，時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器(14)，數(shù)字信號(hào)處理器(15)組成，兩個(gè)A/D變換器(11)、(12)的輸入分別接基帶模擬同相支路輸入信號(hào)I和基帶模擬正交支路輸入信號(hào)Q，它們的輸出接匹配濾波器(13)的輸入，匹配濾波器(13)的輸出接數(shù)字信號(hào)處理器(15)的輸入，從數(shù)字信號(hào)處理器(15)的輸出即可得到所要的SNR參數(shù)值，完成信噪比測量；時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器(14)的輸出同時(shí)接兩A/D變換器(11)、(12)的時(shí)鐘輸入端和部分匹配濾波器(13)的同步信號(hào)控制端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及到用于直接序列擴(kuò)頻(DSSS)接收信號(hào)的信噪比測量，和接收信號(hào)中DSSS擴(kuò)頻信號(hào)的存在性判定的裝置，特別是一種直接序列擴(kuò)頻信號(hào)的信噪比測量器，它由兩個(gè)A/D變換器(11)、(12)，匹配濾波器(13)，時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器(14)，數(shù)字信號(hào)處理器(15)組成，兩個(gè)A/D變換器(11)、(12)的輸入分別接基帶模擬同相支路輸入信號(hào)I和基帶模擬正交支路輸入信號(hào)Q，它們的輸出接匹配濾波器(13)的輸入，匹配濾波器(13)的輸出接數(shù)字信號(hào)處理器(15)的輸入，從數(shù)字信號(hào)處理器(15)的輸出即可得到所要的SNR參數(shù)值，完成信噪比測量；時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器(14)的輸出同時(shí)接兩A/D變換器(11)、(12)的時(shí)鐘輸入端和部分匹配濾波器(13)的同步信號(hào)控制端。
文檔編號(hào)H04K3/00GK2660797SQ0327733
公開日2004年12月1日 申請日期2003年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月4日
發(fā)明者趙杭生, 王躍群, 胡建強(qiáng), 陳勇, 邵震洪 申請人:中國人民解放軍總參謀部第六十三研究所