随着技术的发展,  扩频通信系统不仅在军事领域发展成熟,在民用通信中也得到越来越广泛的运用。其中包括美国的全球定位系统(GPS),不仅在情报收集等军事目的上发挥着重要 作用,在导航服务也为人们提供方便快捷的服务;蜂窝移动无线通信将扩频通信完全运用于 民用领域,扩频通信不仅能够满足日益增长的民用通信容量需求,而且可更有效地利用有限 的频谱资源;扩频还可运用于卫星陆地移动通信,目前多种卫星陆地移动系统己被提出,并 拥已有了不同程度的发展,在该系统中,为了将用户接入通信卫星, 许多情况下需要使用扩 频调制的方法[6]。75930

本世纪初,无线通信已被广泛应用于室内环境中,在开发室内环境中的无线传输系统时, 其抗干扰性能非常重要。文献[7]提出由于 MSK 拥有较低的旁瓣功率,且 MSK 调制在功率放 大器中对波形失真影响较小,因此将 MSK 调制与扩频技术相结合以减少对室内无线传输的 干扰。直接序列扩频在多径衰落信道和低频带效率的情况下,其信号经过 RAKE 接收机将会 产生明显的衰减,文献[8]利用循环移位键控设计了基于 MSK 的扩频收发机,该收发机既可 以提高频带效率,又可改善多径衰落信道的误码率。

基于直扩 BPSK 的美国 GPS 导航系统与基于直扩 QPSK 的北斗导航系统为新一代卫星导 航系统的研究拉开了序幕,现有的调制技术中,虽然已经可以满足导航系统的要求,如二进 制偏移载波调制(BOC),它可以较好地提高噪声性能并改善兼容性,但其功率谱旁瓣过大, 存在包络陷落,仍然存在缺陷。直扩 MSK 调制信号由于其主瓣功率谱密度高、测距性能好 而受到广泛关注。MSK-R(10)和 MSK-BOC(5,5)已成为 Galileo 系统 C 频带的信号体制备选 方案[9]。论文网

直扩 MSK 调制信号可用于卫星通信链路。在地球低轨道(LEO)卫星的通信链路中,需 采用调制技术实现以最小功率传输,这就要求调制信号拥有恒定包络以避免频谱再生。并且 调制信号还应有效利用频谱,在接收端以最小误码率接收。最小频移键控(MSK)调制适合 卫星通信链路是因为它在提供低旁瓣功率和降低旁瓣再生方面具有优越的性能。由于直接序 列扩频(DS-SS)提供了较低的功率谱密度且允许精确的卫星测距,所以将二者结合共同用 于卫星链路[10]。

直扩 MSM 串行产生的关键是转换滤波器的设计。文献[11]指出带通滤波器实现困难,尤 其是在高速系统中,提出利用低通滤波器等效带通滤波器,并证明了巴特沃斯和切比雪夫 II 滤波器在低阶情况下旁瓣抑制程度达到很好的性能,最小二乘 FIR 滤波器在完整性和主瓣形 状方面最接近理想的状态。在设计任意响应的 FIR 滤波器时,可以采用凸优化的方法。文献 [12]提出凸优化问题的一般形式,在一般情况下,FIR 滤波器的冲激响应是根据 FIR 滤波器频 响特性的上下频率边界来设计的,即将滤波器系数作为变量,频率边界作为约束变量。对于

给定滤波器幅度响应的上下频率边界函数L(ejω)、U(ejω),设计滤波器使其系数hk满足约束条件。对于约束条件为非凸函数时,可以采用两种方式(1)加入相位限制条件;(2)改变优化变量为自相关系数,再通过谱分解法找出全局最优解[13]。

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