專利名稱：一種超寬帶同步方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于超寬帶無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超寬帶同步方法。
背景技術(shù)：
超寬帶(UltraWideBand，簡稱UWB)技術(shù)是一種新型無線通信技術(shù)，在近年來得到了廣泛的關(guān)注，其發(fā)送信號帶寬可高達(dá)數(shù)吉赫茲(GHz)。UWB技術(shù)一般可以分為脈沖體制和載波體制兩種基本的實(shí)現(xiàn)方式。脈沖體制UWB通過基帶脈沖序列傳輸信息，具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、成本低、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，在無線通信、測距、探測等領(lǐng)域具有廣泛的用途；脈沖體制UWB技術(shù)，在接收端可采用峰值檢測、能量檢測、模擬相關(guān)檢測等方法，其處理性能受到模擬處理的限制，一般只能實(shí)現(xiàn)較低速率的無線通信和探測、定位等功能；在接收端也可以采用高速采樣的方法，經(jīng)過低精度量化，進(jìn)行數(shù)字處理，具有性能穩(wěn)定、易于集成的優(yōu)點(diǎn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)較高的無線傳輸速率。IEEE針對UWB諸多應(yīng)用場景頒布了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，包括低速無線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.15.4,以及用于醫(yī)療監(jiān)測領(lǐng)域的無線體域網(wǎng)(Wireless Body Area Network,簡稱WBAN) ο高速采樣的脈沖超寬帶系統(tǒng)中，同步是實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)之一。脈沖無線電超寬帶的脈沖寬度為納米級，在理論上可以獲得厘米級的定位精度。超寬帶系統(tǒng)常用的同步結(jié)構(gòu)為多積分并行滑動相關(guān)同步，這種結(jié)構(gòu)可以很大程度上降低捕獲時間，但同時也增加了硬件復(fù)雜度，所需要的積分器個數(shù)也將大大增加。當(dāng)以較大的滑動步長來做粗相關(guān)可以減少積分器的個數(shù)，以峰值點(diǎn)為中心所確定的細(xì)同步區(qū)間的可信度將下降，所估計(jì)的時延將不夠準(zhǔn)確，如何在降低積分器支路的同時保證時延估計(jì)的精準(zhǔn)度成為亟待解決的問題。`

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種具有硬件復(fù)雜度低并具有較高的時延估計(jì)準(zhǔn)確性的超寬帶同步方法。本發(fā)明是提供的一種超寬帶同步方法，包括如下步驟:步驟Α，用峰值噪聲比作為門限，以較大的滑動步長來做互相關(guān)，在峰值噪聲的比值超過預(yù)設(shè)門限時，認(rèn)為正確捕捉到接收信號；步驟B，利用相關(guān)器輸出的小峰值信號，通過二次包絡(luò)來生成較為平滑的相關(guān)器輸出包絡(luò)曲線；步驟C，以相關(guān)器輸出包絡(luò)曲線最高點(diǎn)為中心確立細(xì)同步區(qū)間；步驟D，在所確立的細(xì)同步區(qū)間上以較小的滑動步長再次做相關(guān)，取相關(guān)輸出的峰值并計(jì)算導(dǎo)頻序列的相應(yīng)時移。 進(jìn)一步，所述步驟A具體為:接收信號與導(dǎo)頻序列先以較大的滑動步長做相
關(guān)，并對相關(guān)輸出取絕對值，在經(jīng)過一個搜索周期后，計(jì)算判決統(tǒng)計(jì)量
權(quán)利要求
1.一種超寬帶同步方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟A，用峰值噪聲比作為門限，以較大的滑動步長來做互相關(guān)，在峰值噪聲的比值超過預(yù)設(shè)門限時，認(rèn)為正確捕捉到接收信號； 步驟B，利用相關(guān)器輸出的小峰值信號，通過二次包絡(luò)來生成較為平滑的相關(guān)器輸出包絡(luò)曲線； 步驟C，以相關(guān)器輸出包絡(luò)曲線最高點(diǎn)為中心確立細(xì)同步區(qū)間； 步驟D，在所確立的細(xì)同步區(qū)間上以較小的滑動步長再次做相關(guān)，取相關(guān)輸出的峰值并計(jì)算導(dǎo)頻序列的相應(yīng)時移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬帶同步方法，其特征在于，所述步驟A具體為:接收信號與導(dǎo)頻序列先以較大的滑動步長做相關(guān)，并對相關(guān)輸出取絕對值，在經(jīng)過一個搜索周期后，計(jì)算判決統(tǒng)計(jì)量
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬帶同步方法，其特征在于，所述步驟C具體為:以包絡(luò)曲線最高點(diǎn)的位置為中心，以設(shè)定的細(xì)同步區(qū)間長度來確立細(xì)同步區(qū)間，細(xì)同步區(qū)間立縮小了搜索的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬帶同步方法，其特征在于，所述步驟D具體為:在細(xì)同步區(qū)間上，以較小的滑動步長％@在細(xì)同步區(qū)間上再次做相關(guān)，并對相關(guān)輸出取絕對值，找到峰值的位置，即可得到時延估計(jì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬帶同步方法，其特征在于:在步驟A之前，發(fā)射端用沖激無線電技術(shù)來發(fā)射超寬帶信號，用高斯脈沖的二階導(dǎo)數(shù)作為脈沖波形，采用PPM或PAM對脈沖進(jìn)行調(diào)制，并用偽隨機(jī)碼對數(shù)據(jù)符號進(jìn)行編碼，高斯脈沖的二階導(dǎo)數(shù)可以表示為:
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的超寬帶同步方法，其特征在于，當(dāng)所述方法應(yīng)用于AWGN信道環(huán)境和IEEE 802.15.SG3a的CMl信道環(huán)境時，IEEE 802.15.SG3a信道沖激響應(yīng)可以表示為:
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超寬帶通訊技術(shù)的同步方法，包括如下步驟步驟A，用峰值噪聲比作為門限,以較大的滑動步長來做互相關(guān)，在峰值噪聲的比值超過預(yù)設(shè)門限時，認(rèn)為正確捕捉到接收信號；步驟B，利用相關(guān)器輸出的小峰值信號，通過二次包絡(luò)來生成較為平滑的相關(guān)器輸出包絡(luò)曲線；步驟C，以相關(guān)器輸出包絡(luò)曲線最高點(diǎn)為中心確立細(xì)同步區(qū)間；步驟D，在所確立的細(xì)同步區(qū)間上以較小的滑動步長再次做相關(guān)，取相關(guān)輸出的峰值并計(jì)算導(dǎo)頻序列的相應(yīng)時移。本發(fā)明解決了在以較低滑動步長做互相關(guān)并取峰值來確定細(xì)同步區(qū)間所帶來的準(zhǔn)確性問題，從而提高了時延估計(jì)的精準(zhǔn)度。
文檔編號H04B1/7183GK103138800SQ20131003595
公開日2013年6月5日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者李冀, 肖巖 申請人:鄭州聯(lián)睿電子科技有限公司