專利名稱：一種適用于脈沖超寬帶系統(tǒng)的接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于脈沖超寬帶系統(tǒng)的接收方法，屬于寬帶無(wú)線通信領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)超寬帶(UWB)技術(shù)憑借其高速率、高性能、低功耗、低成本等優(yōu)點(diǎn)，引起了 人們的廣泛關(guān)注，并成為最優(yōu)有競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展前景的短距離無(wú)線通信技術(shù)之一。超寬帶發(fā) 射的信號(hào)帶寬極寬，發(fā)射功率極低，因此可以與現(xiàn)存的窄帶系統(tǒng)共存，而不相互影響，并且 使用免費(fèi)的頻段，具有很大的發(fā)展?jié)摿?。按照美?guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)對(duì)超寬帶信號(hào)的 定義，其絕對(duì)帶寬應(yīng)大于500MHz或相對(duì)帶寬應(yīng)大于20%。目前，超寬帶系統(tǒng)根據(jù)采用的信 號(hào)形式可分為基于納秒級(jí)/亞納秒級(jí)窄脈沖的脈沖無(wú)線電(IR-UWB，稱之為脈沖超寬帶) 和基于多帶時(shí)頻編碼的正交頻分復(fù)用系統(tǒng)(TFC-MB-OFDM)。 脈沖超寬帶系統(tǒng)一般采用納秒級(jí)或亞納秒級(jí)的無(wú)載波窄脈沖(例如，高斯脈沖 及其各階導(dǎo)數(shù)脈沖)承載數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)調(diào)制和解調(diào)直接在基帶完成，省去了復(fù)雜的正弦 載波調(diào)制與解調(diào)電路，從而降低了設(shè)備復(fù)雜度。在調(diào)制技術(shù)上，一般采用二進(jìn)制相位調(diào) 制(BPSK)、脈沖位置調(diào)制(PPM)、脈沖幅度調(diào)制(PAM)等方式，通過(guò)跳時(shí)擴(kuò)頻(THSS :Time Hopping SpreadSpectrum)或直接序列擴(kuò)步員(DSSS :Direct Sequence Spread Spectrum)實(shí) 現(xiàn)多用戶通信。 由于超寬帶信號(hào)具有極寬的帶寬，經(jīng)無(wú)線信道傳播后，尤其在室內(nèi)傳播環(huán)境下，信 號(hào)將經(jīng)歷嚴(yán)重的頻率選擇性衰落。對(duì)于脈沖超寬帶系統(tǒng)，接收端信號(hào)為各個(gè)隨機(jī)多徑信號(hào) 的疊加，脈沖波形發(fā)生嚴(yán)重的時(shí)間彌散，與原發(fā)射信號(hào)相關(guān)性大大減小。因此，接收機(jī)如何 可靠地檢測(cè)接收信號(hào)是超寬帶系統(tǒng)研究中一個(gè)重要問(wèn)題。為了提高接收機(jī)檢測(cè)性能，在脈 沖超寬帶系統(tǒng)中一般采用瑞克接收技術(shù)，利用一定數(shù)量的叉指捕獲多徑信號(hào)能量，在獲得 多徑信道信息的基礎(chǔ)上經(jīng)最大比合并或等增益合并后進(jìn)行符號(hào)判決，從而獲得分集增益。 瑞克接收機(jī)實(shí)現(xiàn)方法有兩種等價(jià)的結(jié)構(gòu)基于相關(guān)器的結(jié)構(gòu)和基于匹配濾波器的結(jié)構(gòu)。
在傳統(tǒng)瑞克接收機(jī)中，一般采用與發(fā)射脈沖波形匹配的單一模板進(jìn)行多徑信號(hào)捕 獲。其中模板信號(hào)的構(gòu)造形式與調(diào)制方式密切相關(guān)。理論上，如果接收機(jī)能夠獲得精確 的信道信息，采用單一模板的最大比合并全瑞克接收機(jī)(MRC All-Rake)可以得到最優(yōu)的 接收性能。然而，由于超寬帶信道的多徑數(shù)量極大，可高達(dá)上百條之多，要精確估計(jì)信道 需要極高的采樣率和算法復(fù)雜度，全瑞克接收機(jī)叉指數(shù)高達(dá)幾十至上百條，這樣的復(fù)雜度 在實(shí)際應(yīng)用中難以接受。因此，在實(shí)際應(yīng)用中， 一般在復(fù)雜度與系統(tǒng)性能之間進(jìn)行權(quán)衡， 在保證一定系統(tǒng)性能的前提下，采用降低復(fù)雜度的選擇式瑞克接收機(jī)(Selective-Rake) 或部分瑞克接收機(jī)(Partial-Rake)，前者在多徑分量中選擇最強(qiáng)的幾個(gè)分量，后者選擇首 先到達(dá)的幾個(gè)多徑分量。在合并方式上則可采用最大比合并或等增益合并。將瑞克結(jié)構(gòu) 與合并策略進(jìn)行組合，比較實(shí)用的接收機(jī)結(jié)構(gòu)包括最大比合并選擇式瑞克接收機(jī)(MRC Selective-Rake)、等增益合并選擇式瑞克接收機(jī)(EGCSelective-Rake)、最大比合并部分 瑞克接收機(jī)(MRC Partial-Rake)、等增益合并部分瑞克接收機(jī)(EGC Partial-Rake)。
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已有關(guān)于超寬帶信道測(cè)量結(jié)果顯示，超寬帶脈沖經(jīng)多徑信道傳播后，其多徑分量與原脈沖相比發(fā)生嚴(yán)重畸變，且各多徑分量波形各異。采用單一模板僅能捕獲多徑分量中部分能量，而與模板正交的分量則被損失掉，其能量捕獲效率不高，造成檢測(cè)性能損失。為保障系統(tǒng)誤碼率性能，只能采用較多的瑞克叉指數(shù)量或提高發(fā)送功率。理論上講，檢測(cè)統(tǒng)計(jì)量信噪比取決于接收機(jī)有效捕獲的信號(hào)能量。因此，在一定復(fù)雜度約束下，如何有效捕獲多徑信號(hào)能量，提高接收機(jī)檢測(cè)性能，仍是需要深入研究的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種適用于脈沖超寬帶系統(tǒng)的接收方法。系統(tǒng)采用持續(xù)時(shí)間極短的脈沖序列傳送數(shù)據(jù)，采用的調(diào)制方式可以是脈位調(diào)制(PPM)，脈幅調(diào)制(PAM)，二進(jìn)制相位調(diào)制(BPSK)，也可以是這些調(diào)制方式與跳時(shí)擴(kuò)頻(TH)或直接序列擴(kuò)頻(DS)的組合。該發(fā)明為在接收機(jī)中采用兩個(gè)具有相同頻譜成分且相互正交的本地相關(guān)模板信號(hào)m(t) 、AW ，對(duì)多徑信號(hào)進(jìn)行捕獲，在相同Rake叉指下，可捕獲更多的信號(hào)能量，改善接收機(jī)檢測(cè)性能。
本發(fā)明提供的超寬帶信號(hào)接收方法包括如下步驟 1)根據(jù)發(fā)射機(jī)發(fā)送的已調(diào)制信號(hào)，借助數(shù)據(jù)輔助方法或盲估計(jì)方法，接收機(jī)分別估計(jì)出兩個(gè)模板信號(hào)對(duì)應(yīng)的多徑信道信息； 2)接收機(jī)根據(jù)復(fù)雜度要求，選擇出一定數(shù)量的多徑分量，作為后續(xù)分集合并處理的對(duì)象； 3)接收機(jī)根據(jù)步驟2)選定的多徑分量，基于本地正交雙模板，利用相關(guān)器捕獲接收信號(hào)中多徑分量，結(jié)合步驟1)得到的信道信息，對(duì)相關(guān)器輸出變量進(jìn)行最大比合并或等增益合并，得到數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量； 4)接收機(jī)依據(jù)判決準(zhǔn)則對(duì)步驟3)得到的數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量進(jìn)行判決，恢復(fù)數(shù)據(jù)信息。 下面對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明 本發(fā)明方法為在接收端采用一對(duì)具有相同頻譜成分且相互正交的本地模板信號(hào)m(t)、/fK0 ，對(duì)多徑信號(hào)進(jìn)行捕獲，其特征在于一對(duì)具有相同頻譜成分且相互正交的本地模板信號(hào)采用如下方法實(shí)現(xiàn)采用一個(gè)與發(fā)射脈沖匹配的脈沖信號(hào)P(t)作為基本脈沖信號(hào)，取其希爾伯特變換得到另一個(gè)具有相同頻譜成分的基本脈沖信號(hào)》(f) ，二者滿足正交關(guān)系；根據(jù)采用的調(diào)制方式和多址方式，分別利用兩個(gè)基本脈沖信號(hào)線性構(gòu)造本地模板信號(hào)m(t) 、A(/),所得兩個(gè)本地模板信號(hào)亦滿足正交關(guān)系。 所述步驟1)中，接收機(jī)進(jìn)行信道估計(jì)，其特征在于根據(jù)采用的超寬帶脈沖和復(fù)雜度約束確定某個(gè)可接受的多徑分辨率，估計(jì)上述兩個(gè)相互正交的本地模板m(t)、AW對(duì)應(yīng)的信道增益hi、A,即估計(jì)接收信號(hào)的各個(gè)多徑到達(dá)時(shí)刻t i，及到兩個(gè)本地模板信號(hào)的投
影(投影值為hj,.)。 所述步驟2)中，多徑分量的選擇，其特征在于將本地模板m(t)、^(/)對(duì)應(yīng)的所有
多徑分量視作獨(dú)立的備選多徑分量，根據(jù)系統(tǒng)可捕獲的多徑數(shù)量M.選擇其中信道增益幅
度(lhi
A,)最大的M個(gè)多徑分量，并標(biāo)記每個(gè)選出的多徑分量對(duì)應(yīng)的到達(dá)時(shí)延、信道增益
及相應(yīng)模板，即(Ti，hi或4,m(t)或^(/))。另一種更為簡(jiǎn)單的方法是選擇M個(gè)到達(dá)時(shí)延最小的多徑分量。 所述步驟3)中，多徑信號(hào)能量捕獲與合并，其特征在于接收機(jī)中配置M個(gè)多徑捕 獲分支電路和1個(gè)加權(quán)求和電路，根據(jù)步驟2)選擇結(jié)果，調(diào)節(jié)每個(gè)分支電路中延時(shí)器使其 對(duì)準(zhǔn)某個(gè)選定的多徑分量并選擇對(duì)應(yīng)的模板信號(hào)m(t)或/fi(0 ，利用相關(guān)器與接收信號(hào)進(jìn)行 相關(guān)運(yùn)算完成多徑分量捕獲。M個(gè)分支電路相關(guān)器輸出被同步采樣，然后進(jìn)行加權(quán)求和得到 數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量，完成多徑分集合并。當(dāng)采用最大比合并時(shí)，加權(quán)因子取對(duì)應(yīng)多徑信道增 益h或4;當(dāng)采用等增益合并時(shí)，加權(quán)因子取對(duì)應(yīng)多徑信道增益hi或《,的極性，即+1或_1。
所述步驟4)中，數(shù)據(jù)符號(hào)判決準(zhǔn)則，其特征在于根據(jù)系統(tǒng)采用的調(diào)制方式和判 決準(zhǔn)則，依據(jù)判決門(mén)限對(duì)步驟3)得到的數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量進(jìn)行判決，恢復(fù)出發(fā)送端數(shù)據(jù)符 號(hào)。 本方法采用相互正交的兩個(gè)模板捕獲多徑能量，可有效捕獲彌散的多徑分量，提 高接收機(jī)檢測(cè)性能。


圖1給出了實(shí)施本發(fā)明的接收方法結(jié)構(gòu)框圖； 圖2a以二進(jìn)制脈位調(diào)制(TH-PPM)為例給出正交模板波形示意圖，以十五階高斯
脈沖為例；
圖2b以
脈沖為例；
圖2c以
脈沖為例；
圖2d以
脈沖為例； 圖3以二進(jìn)制脈位調(diào)制(TH-PPM)為例給出了本發(fā)明提出接收方法在 IEEE802. 15. 3a標(biāo)準(zhǔn)信道CM1下的誤碼率性能(2徑、4徑、8徑)。 圖1中1 :超寬帶天線模塊；2 :接收濾波器模塊；3 :脈沖發(fā)生模塊；4 :模板信號(hào) 發(fā)生模塊；5 :同步電路模塊；6 :信道估計(jì)模塊；7 :多徑分量選擇模塊；8 :多徑分量捕獲模 塊；9 :多徑分量合并模塊；10 :符號(hào)判決模塊。
:進(jìn)制脈位調(diào)制(TH-PPM)為例給出正交模板波形示意圖，以十五階高斯 :進(jìn)制脈位調(diào)制(TH-PPM)為例給出正交模板波形示意圖，以十五階高斯 :進(jìn)制脈位調(diào)制(TH-PPM)為例給出正交模板波形示意圖，以十五階高斯
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例 附圖1給出了實(shí)施本發(fā)明所提出的接收方法結(jié)構(gòu)框圖。 本發(fā)明的接收裝置為超寬帶天線模塊1與接收濾波器模塊2連接，接收濾波器模 塊2與多徑分量捕獲模塊8連接，多徑分量捕獲模塊8與多徑分量合并模塊9連接，多徑分 量合并模塊9與符號(hào)判決模塊10連接。同時(shí)接收濾波器模塊2還與信道估計(jì)模塊6連接， 信道估計(jì)模塊6與多徑分量選擇模塊7連接，多徑分量選擇模塊7分別與多徑分量捕獲模 塊8和多徑分量合并模塊9連接；接收濾波器模塊2還與同步電路模塊5連接，同步電路模 塊5分別與脈沖發(fā)生模塊3、多徑分量合并模塊9和符號(hào)判決模塊10連接，其中脈沖發(fā)生模 塊3還與模板信號(hào)發(fā)生模塊4連接，模板信號(hào)發(fā)生模塊4與多徑分量捕獲模塊8連接。
接收機(jī)的具體流程超寬帶發(fā)射脈沖信號(hào)經(jīng)多徑環(huán)境傳播后，由超寬帶天線(超寬帶天線模塊l)進(jìn)入接收機(jī)，并進(jìn)行接收濾波，濾除帶外噪聲和干擾。濾波后信號(hào)根據(jù)選擇的信道多徑分量(由信道估計(jì)模塊6與多徑分量選擇模塊7完成)，與兩個(gè)正交模板信號(hào)(由模板信號(hào)發(fā)生模塊4產(chǎn)生)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算完成多徑分量捕獲(由多徑分量捕獲模塊8獲得)。而后根據(jù)合并準(zhǔn)則對(duì)捕獲的多徑分量分集合并(由多徑分量合并模塊9完成)，得到數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量。最后根據(jù)系統(tǒng)采用的調(diào)制方式和判決準(zhǔn)則，依據(jù)判決門(mén)限對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量的進(jìn)行判決，恢復(fù)出發(fā)送端數(shù)據(jù)符號(hào)(由符號(hào)判決模塊10完成)。在整個(gè)接收過(guò)程中，各個(gè)處理模塊必須保持同步(由同步電路模塊5提供給同步信號(hào))。
各模塊作用如下 超寬帶天線模塊1 :接收來(lái)自無(wú)線信道的脈沖超寬帶信號(hào)；
接收濾波器模塊2 :濾除帶外噪聲與干擾； 脈沖發(fā)生模塊3 :產(chǎn)生與發(fā)射脈沖匹配的脈沖波形p(t)及其希爾伯特變換波形》(0 ，送給模板信號(hào)發(fā)生模塊4 ; 模板信號(hào)發(fā)生模塊4 :根據(jù)采用的調(diào)制方式和多址方式，分別利用脈沖波形p (t)、》《)產(chǎn)生本地相關(guān)器接收模板m(t) 、^(0 ,送給多徑分量捕獲模塊8 ; 同步電路模塊5:實(shí)現(xiàn)接收機(jī)與接收信號(hào)的時(shí)間同步、定時(shí)同步，并實(shí)現(xiàn)其他模塊的定時(shí)控制功能； 信道估計(jì)模塊6 :估計(jì)可分辨多徑分量的到達(dá)時(shí)延并分別估計(jì)出兩個(gè)模板信號(hào)對(duì)應(yīng)的信道響應(yīng)幅度，估計(jì)結(jié)果送給多徑分量選擇模塊7 ; 多徑分量選擇模塊7 :根據(jù)信道估計(jì)結(jié)果及復(fù)雜度要求，選擇出M個(gè)多徑分量，每個(gè)多徑分量包含模板類型、到達(dá)時(shí)延、信道響應(yīng)幅度3部分信息，其中模板類型、到達(dá)時(shí)延送給多徑分量捕獲模塊8，信道響應(yīng)幅度送給多徑分量合并模塊9 ; 多徑分量捕獲模塊8 :包含M個(gè)并行的捕獲分支，每個(gè)分支包含一個(gè)模板選擇開(kāi)關(guān)、一個(gè)可調(diào)節(jié)的延時(shí)單元、一個(gè)相關(guān)器，用于捕獲一個(gè)多徑分量。每個(gè)分支對(duì)應(yīng)某個(gè)被選定的多徑分量，選擇相應(yīng)的模板信號(hào)并調(diào)節(jié)延時(shí)值與多徑到達(dá)時(shí)延一致作為相關(guān)器本地模板，與接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，相關(guān)器輸出即捕獲結(jié)果； 多徑分量合并模塊9 :對(duì)捕獲的M個(gè)多徑分量進(jìn)行最大比合并(MRC)或等增益合并(EGC)，由M個(gè)并行輸入分支與1個(gè)求和單元組成。每個(gè)輸入分支包含一個(gè)采樣開(kāi)關(guān)和一個(gè)乘法器，將輸入變量采樣值與對(duì)應(yīng)信道加權(quán)因子相乘。M個(gè)多徑分量捕獲結(jié)果經(jīng)加權(quán)求和后得符號(hào)判決變量； 符號(hào)判決模塊10 :根據(jù)系統(tǒng)采用的調(diào)制方式和相應(yīng)的判決準(zhǔn)則恢復(fù)數(shù)據(jù)符號(hào)。
本發(fā)明的方法為接收端采用一個(gè)與發(fā)射脈沖匹配的脈沖信號(hào)p(t)作為基本脈沖信號(hào)，取其希爾伯特變換得到另一個(gè)具有相同頻譜成分的基本脈沖信號(hào)》G) ，二者滿足正交關(guān)系根據(jù)采用的調(diào)制方式和多址方式，分別利用兩個(gè)基本脈沖信號(hào)構(gòu)造本地模板信號(hào)m(t) 、A(,)，所得兩個(gè)本地模板信號(hào)亦滿足正交關(guān)系，該接收方法包含以下步驟
1)根據(jù)發(fā)射機(jī)發(fā)送的已調(diào)制信號(hào)，借助數(shù)據(jù)輔助方法或盲估計(jì)方法，接收機(jī)分別估計(jì)出兩個(gè)模板信號(hào)對(duì)應(yīng)的多徑信道信息；根據(jù)采用的超寬帶脈沖和復(fù)雜度約束確定某個(gè)可接受的多徑分辨率，進(jìn)而確定所有可分辨的多徑到達(dá)時(shí)延、，t2，...， h，對(duì)任意多徑到達(dá)時(shí)延t i，分別估計(jì)所述兩個(gè)相互正交的本地模板m(t) i(,)對(duì)應(yīng)的信道增益hi、A ,即
估計(jì)接收信號(hào)在多徑到達(dá)時(shí)刻到兩個(gè)本地模板信號(hào)的投影。 2)接收機(jī)根據(jù)復(fù)雜度要求，選擇出一定數(shù)量的多徑分量，作為后續(xù)分集合并處理 的對(duì)象；將本地模板m(t) 、^(/)對(duì)應(yīng)的所有多徑分量視作獨(dú)立的備選多徑分量，根據(jù)系統(tǒng)可
捕獲的多徑數(shù)量M，選擇其中信道增益幅度(Ihil、iq)最大的M個(gè)多徑分量，并標(biāo)記每個(gè)選
出的多徑分量對(duì)應(yīng)的到達(dá)時(shí)延、信道增益和模板，即(Ti， hi或《，m(t)或AW);或者是選 擇M個(gè)到達(dá)時(shí)延最小的多徑分量。 3)接收機(jī)根據(jù)步驟2)選定的多徑分量，基于本地雙正交模板，利用相關(guān)器捕獲接 收信號(hào)中多徑分量，結(jié)合步驟1)得到的信道信息，對(duì)相關(guān)器輸出變量進(jìn)行最大比合并或等 增益合并，得到數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量；接收機(jī)中配置M個(gè)多徑捕獲分支電路和l個(gè)加權(quán)求和電 路，根據(jù)步驟2)選擇結(jié)果，調(diào)節(jié)每個(gè)分支電路中延時(shí)器使其對(duì)準(zhǔn)某個(gè)選定的多徑分量并選 擇對(duì)應(yīng)的模板信號(hào)m(t)或A(f)，利用相關(guān)器與接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算完成多徑分量捕獲； M個(gè)分支電路相關(guān)器輸出被同步采樣，然后進(jìn)行加權(quán)求和得到數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量，完成多徑 分集合并；當(dāng)采用最大比合并時(shí)，加權(quán)因子取對(duì)應(yīng)多徑信道增益hi或6;當(dāng)采用等增益合并 時(shí)，加權(quán)因子取對(duì)應(yīng)多徑信道增益h或《,的極性，即+1或-1。 4)接收機(jī)依據(jù)判決準(zhǔn)則對(duì)步驟3)得到的數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量進(jìn)行判決，恢復(fù)數(shù)據(jù) 信息。根據(jù)系統(tǒng)采用的調(diào)制方式和判決準(zhǔn)則，依據(jù)判決門(mén)限對(duì)步驟3)得到的數(shù)據(jù)符號(hào)判決 變量進(jìn)行判決，恢復(fù)出發(fā)送端數(shù)據(jù)符號(hào)。 圖2a、圖2b、圖2c、圖2d以二進(jìn)制脈位調(diào)制(2-PPM)為例給出基本脈沖波形與正 交模板波形示意圖。以超寬帶發(fā)射脈沖十五階高斯脈沖(圖2a所示)為例，其中2b脈沖 為2a脈沖的希爾伯特變換，二者相互正交。2c，2d是此二進(jìn)制脈位調(diào)制超寬帶系統(tǒng)的正交 雙模板信號(hào)。其中2c為2a脈沖信號(hào)線性變換的結(jié)果，2d為2b脈沖信號(hào)線性變換的結(jié)果， 因此兩模板信號(hào)2c， 2d兩脈沖信號(hào)具有相同頻譜成分，且相互正交。 圖3以二進(jìn)制脈位調(diào)制(2-PPM)為例給出了本發(fā)明提出接收方法在 IEEE802. 15.3a標(biāo)準(zhǔn)信道CMl下的誤碼率性能(2徑、4徑、8徑)。從圖中可得，隨著選擇多 徑數(shù)目的增加，系統(tǒng)的性能誤碼不斷降低，并逐漸趨于平穩(wěn)。其中圖3采用的多徑選擇方法
為選出信道增益最大的2、4、8條多徑；采用的多徑合并方法為最大比合并。
權(quán)利要求
一種適用于脈沖超寬帶系統(tǒng)的接收方法，其特征在于接收端采用一個(gè)與發(fā)射脈沖匹配的脈沖信號(hào)p(t)作為基本脈沖信號(hào)，取其希爾伯特變換得到另一個(gè)具有相同頻譜成分的基本脈沖信號(hào)二者滿足正交關(guān)系；根據(jù)采用的調(diào)制方式和多址方式，分別利用兩個(gè)基本脈沖信號(hào)構(gòu)造本地模板信號(hào)m(t)、所得兩個(gè)本地模板信號(hào)亦滿足正交關(guān)系，該接收方法包含以下步驟1)根據(jù)發(fā)射機(jī)發(fā)送的已調(diào)制信號(hào)，借助數(shù)據(jù)輔助方法或盲估計(jì)方法，接收機(jī)分別估計(jì)出兩個(gè)模板信號(hào)對(duì)應(yīng)的多徑信道信息；2)接收機(jī)根據(jù)復(fù)雜度要求，選擇出一定數(shù)量的多徑分量，作為后續(xù)分集合并處理的對(duì)象；3)接收機(jī)根據(jù)步驟2)選定的多徑分量，基于本地雙正交模板，利用相關(guān)器捕獲接收信號(hào)中多徑分量，結(jié)合步驟1)得到的信道信息，對(duì)相關(guān)器輸出變量進(jìn)行最大比合并或等增益合并，得到數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量；4)接收機(jī)依據(jù)判決準(zhǔn)則對(duì)步驟3)得到的數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量進(jìn)行判決，恢復(fù)數(shù)據(jù)信息。F2009102311714C00011.tif,F2009102311714C00012.tif
2. 如權(quán)利要求1所述的適用于脈沖超寬帶系統(tǒng)的接收方法，其特征在于所述步驟1) 采用以下方法實(shí)現(xiàn)根據(jù)采用的超寬帶脈沖和復(fù)雜度約束確定某個(gè)可接受的多徑分辨率，進(jìn)而確定所有可分辨的多徑到達(dá)時(shí)延、，T2，...，、，對(duì)任意多徑到達(dá)時(shí)延Ti，分別估計(jì)所述兩個(gè)相互正交的本地模板m(t)、A(/)對(duì)應(yīng)的信道增益hi、4,即估計(jì)接收信號(hào)在多徑到達(dá)時(shí)刻到兩個(gè)本地模板信號(hào)的投影。
3. 如權(quán)利要求1所述的適用于脈沖超寬帶系統(tǒng)的接收方法，其特征在于所述步驟2) 采用以下方法實(shí)現(xiàn)將本地模板m(t) 、A(0對(duì)應(yīng)的所有多徑分量視作獨(dú)立的備選多徑分量，根據(jù)系統(tǒng)可捕獲的多徑數(shù)量M，選擇其中信道增益幅度(I" 、 |A| )最大的M個(gè)多徑分量，并標(biāo)記每個(gè)選出的多徑分量對(duì)應(yīng)的到達(dá)時(shí)延、信道增益和模板，即(^/2,或4，/n(0或/^));或者是選擇M個(gè)到達(dá)時(shí)延最小的多徑分量。
4. 如權(quán)利要求1所述的適用于脈沖超寬帶系統(tǒng)的接收方法，其特征在于所述步驟3) 采用以下方法實(shí)現(xiàn)接收機(jī)中配置M個(gè)多徑捕獲分支電路和1個(gè)加權(quán)求和電路，根據(jù)步驟2)選擇結(jié)果，調(diào)節(jié)每個(gè)分支電路中延時(shí)器使其對(duì)準(zhǔn)某個(gè)選定的多徑分量并選擇對(duì)應(yīng)的模板 信號(hào)m(t)或/^(/)，利用相關(guān)器與接收信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算完成多徑分量捕獲；M個(gè)分支電路相 關(guān)器輸出被同步采樣，然后進(jìn)行加權(quán)求和得到數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量，完成多徑分集合并；當(dāng)采 用最大比合并時(shí)，加權(quán)因子取對(duì)應(yīng)多徑信道增益hi或A;當(dāng)采用等增益合并時(shí)，加權(quán)因子取對(duì)應(yīng)多徑信道增益h或A的極性，即+1或-1。
5. 如權(quán)利要求1所述的適用于脈沖超寬帶系統(tǒng)的接收方法，其特征在于所述步驟4) 采用以下方法實(shí)現(xiàn)根據(jù)系統(tǒng)采用的調(diào)制方式和判決準(zhǔn)則，依據(jù)判決門(mén)限對(duì)步驟3)得到的 數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量進(jìn)行判決，恢復(fù)出發(fā)送端數(shù)據(jù)符號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于脈沖超寬帶系統(tǒng)的接收方法，它采用一對(duì)具有相同頻譜成分且相互正交的模板信號(hào)捕獲多徑信號(hào)能量，改善了脈沖超寬帶接收機(jī)的檢測(cè)性能。其步驟為1)根據(jù)發(fā)射機(jī)發(fā)送的已調(diào)制信號(hào)，借助數(shù)據(jù)輔助方法或盲估計(jì)方法，接收機(jī)分別估計(jì)出兩個(gè)模板信號(hào)對(duì)應(yīng)的多徑信道信息；2)接收機(jī)根據(jù)復(fù)雜度要求，選擇出一定數(shù)量的多徑分量，作為后續(xù)分集合并處理的對(duì)象；3)接收機(jī)根據(jù)步驟2)選定的多徑分量，利用相關(guān)器捕獲接收信號(hào)中多徑分量，結(jié)合步驟1)得到的信道信息，對(duì)相關(guān)器輸出變量進(jìn)行最大比合并或等增益合并，得到數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量；4)接收機(jī)依據(jù)判決準(zhǔn)則對(duì)步驟3)得到的數(shù)據(jù)符號(hào)判決變量進(jìn)行判決，恢復(fù)數(shù)據(jù)信息。
文檔編號(hào)H04B1/707GK101741405SQ20091023117
公開(kāi)日2010年6月16日 申請(qǐng)日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者楊云杰, 王德強(qiáng), 賈立平 申請(qǐng)人:山東大學(xué)