同步捕获装置及同步捕获方法

专利名称：同步捕获装置及同步捕获方法
技术领域：
本发明涉及用于脉冲无线(Impulse Radio: IR)通信系统的同步捕获装置及 同步捕获方法。
背景技术：
随着近年来高速开关半导体器件的开发等通信技术的进步，因而可进行 持续时间非常短的无线频率(RF)脉冲序列的发送与接收。这种脉冲的持续
时间一般不到一个纳秒。这种通信技术有时被称为脉冲无线(IR)。
IR技术利用持续时间非常短的RF脉冲，能够用非常宽的频率带宽发送 信号。平均功率频谱密度虽然有赖于脉冲的反复频率、宽度及振幅量级，但 由于展开到较宽的频率带宽而发送，所以量级(level)极小，例如，每赫兹 为10"'瓦特。基于这样的低功率发射，能够将与使用同样的频带进行操作的 其它的有线或无线系统之间的干扰抑制到最小。并且，IR技术的宽频带具有 很多有利于短距离通信的特性，例如短距离的通信容量非常大。
然而，IR技术的有利特性也带来设计上的难题。其中之一即为同步捕获。 在IR技术中，由于脉沖持续时间极短，所以必须在短时间内高速地进行能够 充分支持基于IR技术的IR通信的同步捕获处理，并且不应使通信容量受到 大的损失。此外，由于在IR通信中使用多种调制方式，所以需要同步捕获处 理应该能够正确地对应多种调制方式。
用于IR通信的同步捕获处理，根据其具体的方法，可以分类为串行搜索、 并行搜索、及混合搜索。
利用滑动窗口的串行搜索，有时需要通过多个脉冲存在区间(dwell interval in time )进行信号搜索(例如，参见专利文献1及非专利文献1 )。在 串行搜索中，接收器进行接收信号和模板信号的相关处理及积分。然后，将 基带输出信号与预定的阈值进行比较。当基带输出信号大于或等于阔值时， 同步捕获结束。基带输出信号小于阈值时，将模板信号移动或延迟预定的时 隙。接收器使用被移动或延迟了的模板信号反复进行相关、积分、及阈值比
较的演算。反复演算直到基带输出信号大于或等于阈值为止，或直到所有的 被移动或延迟了的模板信号被使用过为止。
非专利文献2对使用滑动窗口进行串行搜索的几种变形进行了说明，例
如随机替换搜索(random permutation search)及比特逆序搜索(bit reversal search)等。根据此文献所示的仿真结果，与利用滑动窗口相比，比特逆序搜 索的同步捕获时间更为高速。并且，串行搜索的基本结构主要包括单一的相 关器、加法器及阔值比较器等。
在并行搜索中，使用采用多个分支结构的接收器。各分支的相关器及加 法器进行的演算与串行搜索中的相关器及加法器相同。在所有的分支中同时 进行演算，并将所有分支中最大的基带输出信号与预定的阈值进行比较。
将串行搜索及并行搜索各自的结构进行组合即可得到混合搜索(例如， 参见非专利文献3)。日本专利申请特开平6-74237号公报 "Rapid acquisition for ultra-wideband localizers", Robert Fleming, Cherie Kushner, Gary Roberts, Uday Nandiwada, IEEE UWBST2002, May 2002 "Rapid acquisition of ultra-wideband signals in the dense multipath channel", Eric A. Homier, Robert A. Scholtz, IEEE UWBST2002, May 2002 "Hybrid Fixed-dwell—time search techniques for rapid acquisition of ultra-wideband signals", Eric A. Homier, Robert A. Scholtz, International Workshop on UWB Systems, June 2003 "Ultrawide bandwidth Time-Hopping Spread Spectrum Impulse Radio for wireless multiple-access communications", M. Z. MAin, R. A. Scholtz, IEEE Transaction on Communications, vol. 48， pp, 679-691， April 2000

发明内容
发明需要解决的问题 ■但是，上述三种同步捕获方法具有各自固有的问题。利用滑动窗口的串 行搜索，由于IR技术的时间分辨率(time resolution)细微，所需的同步捕获 时间之长，有时对于有时间限制的应用程序是所不能容许的。此外，并行搜
索相比于串行搜索，虽然为高速，但结构必然复杂化，因此硬件成本增大。 另外，混合搜索不过是串行搜索和并行搜索的简单组合，不能有效解决同步 捕获时间长及接收器结构复杂等本质问题。
本发明的目的是，提供同步捕获装置及同步捕获方法，能够以与串行搜 索同样简单的结构，实现不次于并行搜索的高速的同步捕获。
解决该问题的方案
本发明的同步捕获装置用于脉沖无线通信的同步捕获它包括获取单元， 获取多个各自由多个模板信号重叠而成的重叠模板信号；预备检测单元，对 由所述获取单元获取的一个重叠模板信号与接收信号之间的预备相关一致进 行检测，同时当没有检测到所述一个重叠模板信号与所述接收信号之间的所 述预备相关一致时，将所述一个重叠模板信号替换为由所述获取单元获取的 其它的重叠模板信号后，再进行所述预备相关一致的检测；以及，最终检测 单元，当由所述的预备检测单元检测出所述预备相关一致时，对所述多个模 板信号之中的某 一 个模板信号与所述接收信号之间的最终相关 一致进行检 测。
本发明的同步捕获方法用于脉沖无线通信的同步捕获它包括获取一个
由多个模板信号重叠而成的重叠模板信号的步骤；对所述一个重叠模板信号 与接收信号之间的预备相关一致进行检测的步骤；当没有检测到所述一个重 叠模板信号与所述接收信号之间的所述预备相关 一致时，获取其它的由所述 多个模板信号重叠而成的重叠模板信号的步骤；将所述一个重叠模板信号替 换为所述其它的重叠模板信号后，再进行所述预备相关一致的检测的步骤； 以及，当检测出所述预备相关一致时，对所述多个模板信号之中的某一个模 板信号与所述接收信号之间的最终相关一致进行检测的步骤。
发明的有益效果
根据本发明，能够以与串行搜索同样简单的结构，实现不次于并行搜索 的高速的同步捕获。


图1为表示本发明的实施方式1的同步捕获装置的结构的方框图。 图2为表示实施了脉冲位置调制的信号的一例的图。 图3为用于说明实施方式1的模板信号的重叠方法的图。
图4为表示实施方式1的利用比特逆序的时间位置选择方法的一例的图。
图5为用于说明实施方式1的模板信号的其它的重叠方法的图。
图6为表示实施方式2的同步捕获装置的结构的方框图。
图7为举例表示实施方式2的一连串的同步捕获处理的流程图。
图8为举例表示实施方式2的时间位置的数量的初始值设定处理的流程图。
图9为表示实施方式2的积分长度控制的一例的图。 图10为用于说明与图2及图5信号形状不同的才莫板信号与接收信号的相 关的图。
图11为用于说明发送信号、包含多路径的接收信号、及重叠模板的说明的图。
图12为用于说明接收信号包含多路径时的同步捕获方法的图。 图13为用于说明接收信号包含多路径时的其它的同步捕获方法的图。 图14为表示作为模板信号使用接收信号的波形时的同步捕获装置的结 构的方框图。
图15为用于说明作为模板信号使用接收信号的波形时的重叠模板的图。 图16为用于说明在接收信号中重叠有噪声时的同步捕获方法的图。 图17为用于说明随着通信速率而变更模板重叠数量的实施例的图。 图18为用于说明作为调制方式使用PPM及PAM时的各脉沖位置与脉 冲振幅的组合与比特列的对应方法而提供的流程图。
沖振幅的组合与比特列的对应方法的图。 图19B为接续于图19A的图。
图20为用于说明作为调制方式使用16-PPM时的各脉冲位置与比特串的
对应方法的图。
具体实施例方式
下面，参照附图详细il明本发明的实施方式。 (实施方式1 )
图1为表示根据本发明的实施方式1的同步捕获装置的结构的方框图。 同步捕获装置IOO可以搭载在用于IR通信的终端装置中使用。同步捕获装置
100包括第一相关检测单元110、重叠模板获取单元120、第二相关检测单元 130、跳时码源140、緩冲器142、单一搜索位置生成器144、及单一模板生 成器146。
作为预备相关检测部件的第一相关检测单元110,包括第一相关器112 及第一比较器114。第一相关检测单元110对某重叠模板信号与接收信号之间 的预备相关一致进行检测。在没有检测出这个重叠模板信号与接收信号之间 的预备相关一致时，第一相关检测单元110将这个重叠模板信号替换为其它 的重叠模板信号之后进行预备相关一致的检测。
作为获取单元的重叠模板获取单元120,包括复数搜索位置生成器122、 复数模板生成器124及模板重叠器126。重叠模板获取单元120获取多个由 多个模板信号重叠而成的重叠模板信号。
作为最终相关检测单元的第二相关检测单元130，包括第二相关器132 及第二比较器134。而且，当检测出预备相关一致时，第二相关检测单元130 对构成重叠模板信号的多个模板信号中的某个模板信号与接收信号之间的最 终相关一致进行;险测。
接着说明具有上述结构的同步捕获装置100中所实行的一连串的同步捕 获处理。 一连串的同步捕获处理包括两个阶段的同步捕获处理。
首先，进行第一阶段的同步捕获处理，换言之，检测预备相关一致。当 接收信号150如图1所示输入到第一相关器112时，开始第一阶段的同步捕 获处理。
另外，接收信号150为搭载了同步捕获装置100的终端装置的接收单元 (未图示)所接收的信号，包含从这个终端装置的通信对象装置发送的信号。 所发送的信号受到传输信道特性(例如，高斯噪声、信道延迟或多路径衰落 等)的影响后，作为接收信号150到达终端装置。
另夕卜，所发送的信号为按预定的方式被实施了调制处理的信号。在IR通 信中可以使用多种调制方式，例如，脉沖正负符号调制、脉冲振幅调制(PAM)、 相位调制、频率调制、脉沖位置调制(PPM)(也称为时间位移调制或脉沖间 隔调制)、或这些的多值版本等。在本实施方式中，举例示出被实施了 PPM 的已知信号及模板信号的使用。但是，本发明可适用的调制方式并不只限于 PPM。
图2举例示出被实施了 PPM的信号。为了同时支持多个用户的发送，此
信号为在PPM之后导入了跳时码的信号。而且是由典型的低占空周期(duty cycle)脉冲串构成的信号。
时域被分割成多个子帧。各子帧中存在一个脉冲(图2示出了四个脉冲 160、 161、 162、 163)，信息数据4皮存放在各脉冲的时间位置。Nf个(Nf为 自然数)子帧构成一个码元帧(symbol frame )。各子帧的持续时间为Tf。又， 各码元帧的持续时间为Ts (Ts=NfxTf)。各脉冲160至163具有固定的振幅 A及脉沖宽度Tp。脉冲宽度Tp—般不到一个纳秒。
而且，脉冲160至163的形状在设计上非常重要。虽然在本实施方式中， 以具有高斯单周期(Gaussian monocycle )形状的脉沖160至163为例进行说 明，但可以使用的脉冲形状并不只限于上述脉沖。
脉冲160至163的时间位置(时间延迟TD1、 TD2、 TD3、 TD4 )不仅 决定于PPM，还决定于跳时码(例如，参见非专利文献4)。通过使用模拟随 机跳时码，时间延迟TD1、 TD2、 TD3、 TD4被随机化。由此，可以降低频 谱上的离散频率分量。
另外，同步捕获的时间分辨率被定义为时间间隔AT。若假设Tp二Ntx △ T ，且Tf=Np x Tp (Nt及Np为自然数)，则 一个码帧内的脉冲存在区间的总 数N可按N=Nt x Np x Nf求得。
第一相关器112，除了接收信号150以外，还^皮输入重叠模板信号。
在此，对于重叠模板信号的获取过程进行说明。
首先，在复数搜索位置生成器122中，选择为了生成M个模板信号的M 个(M为2以上的整数)时间位置。关于M个时间位置的选择的细节将在后 说明。所选择的M个时间位置被存储在緩沖器142中，同时通知给复数模板 生成器124。
复数模板生成器124，按M个时间位置和从跳时码源140输入的用户固 有的跳时码，生成M个模板信号152。所生成的M个模板信号152输入到模 板重叠器126。
另外，各模板信号152为被实施了与从通信对象装置发送来的信号同样 的调制(本实施方式中为PPM)的信号。M个模板信号152，具有相同的码 元帧持续时间、互不相同的开始时间位置及互不相同的结束时间位置。M个 的模板信号152中任意两个模板信号的开始时间位置(及结束时间位置)的 时间差，例如为脉冲宽度Tp的整数倍。 模板重叠器126对M个模板信号152进行重叠。由此，生成单一的重叠 模板信号153。关于重叠模板信号152的重叠的细节将在后说明。
第一相关器112将接收信号150和重叠模板信号153相乘，并对相乘结 果进行积分。由此得到的基带输出信号151输入到第一比较器114。另外， 在以下的说明中，有时将第一相关器112中的一连串处理称为预备相关演算。
第一比较器114将基带输出信号151与预定的阈值Thl进行比较。当基 带输出信号151大于阈值Thl或等于阈值Thl时，即检测出预备相关一致时， 第一比较器114向第二相关器132送出用于启动第二阶段的同步捕获的信号 154。另一方面，当第一相关器输出的基带输出信号151小于阈值Thl时，即 没有检测出预备相关一致时，复数搜索位置生成器122对所有刚才选择的M 个时间位置进行调整。具体而言，为了重新生成模板信号，重新选择与已经 选择过的M个时间位置不同组的M个时间位置。重新选择的M个时间位置 被通知给复数模板生成器124。使用重新选择的M个时间位置更新緩沖器 142。
.只要基带输出信号151小于阈值Thl，则反复实行M个时间位置的调整、 M个模板信号152的生成、M个模板信号152的重叠、预备相关演算、及基 带输出信号153与阈值Thl的比较。但是，如果即使M个时间位置的所有可 能的组合均被使用过，而基带输出信号153仍小于阈值Thl，则放弃同步捕 获处理，或从头开始重新进行同步捕获处理。
第二阶段的同步捕获处理，换言之，最终相关一致的检测，在信号154 输入到第二相关器132时开始。
除了信号154外，第二相关器132还被输入接收信号150及模板信号156。 这里，关于输入到第二相关器132的模板信号的获取过程进行说明。 首先，被检测出预备相关一致时的M个时间位置从緩冲器142输入到单 一搜索位置生成器144。然后，单一搜索位置生成器144,在为了生成模板信 号的M个时间位置中选择一个，并通知给单一模板生成器146。单一模板生 成器146,按所通知的单一的时间位置和从跳时码源140输入的用户固有的 跳时码，生成单一的模板信号156。这里生成的模板信号156，与预备相关一 致时生成的M个才莫^1信号152为同一信号。
在第二相关器132中，将接收信号150和模板信号156相乘，并积分相 乘结果。由此得到的基带输出信号155被输入到第二比较器134。在以下的
说明中，第二相关器134中的一连串处理有时被称为最终相关演算。
第二比较器134将第二相关器B2输出的基带输出信号155与预定的阈 值Th2 (Th2〈Thl〉进行比较。当基带输出信号155大于阈值Th2或等于阈 值Th2时，即检测出最终相关一致时，认为同步捕获成功了，而结束一连串 的同步捕获处理。
另一方面，当基带输出信号155小于阈值Th2时，即，没有检测出最终 相关一致时，单一搜索位置生成器144重新选择刚才为了生成模板信号而选 择的一个时间位置。通过选择M个时间位置中的除了已经被选择过的时间位 置以外的一个时间位置，而实现这种重新选择。所重新选择的时间位置^C通 知给单一模板生成器146。
只要基带输出信号155小于阈值Th2，则反复实行一个时间位置的重新 选择、单一的模板信号156的生成、最终相关演算、及基带输出信号155与 阈值Th2的比较。但是，如果即使所有的M个时间位置均被使用过，而基带 输出信号155仍小于阈值Th2，则使用与刚才检测到预备相关一致时所不同 的M个时间位置，重新开始第一阶段的同步捕获处理(由第一相关器进行的 相关处理)。
接着，说明关于模板重叠器126所实行的模板信号152的优选的重叠方 法。.这里，以重叠两个模板信号的情形为例进行说明。
如图3 (A)所示，模板信号170、 171的分别具有开始时间位置t,、 t9。 因此，模板信号170、 171的时间差为AT xg。此时，如图3(B)所示，模 板信号171的延迟区间173的信号，即在模板信号171中位于模板信号170 的结束时间位置之后那一部分的信号，被移至模板信号171的开始时间位置 之前一个区间172。在以下的iJt明中，有时称这样的处理为循环移动。
通过实行对于模板信号171的循环移动，可得到具有与模板信号170相 同的开始时间位置及结束时间位置的模板信号174。然后，模板信号170、 174 被重叠，其结果重叠模板信号175被生成。
在模板重叠器126中，总是可以得到具有相同的开始时间位置及结束时 间位置的多个模板信号，它们被相互重叠，因此能够使所生成的重叠模板信 号的码帧持续时间Ts始终保持一定且为最小值。
如果图3 (A)所示的时间位置t,、 t9之一与接收信号150的到来定时to 相同，则作为使用重叠模板信号175及接收信号150的预备相关演算的结果
而得到的基带输出信号151大于阔值Thl或等于阈值Thl。此时，通过使用 模板信号170或模板信号171及接收信号150进行最终相关演算，能够知道 接收信号150的到来定时to。但是，当时间位置tp t9均与接收信号150的到 来定时to不同时，则基带输出信号151变得小于阈值Thl。此时，多个模板 信号170、 171均被排除掉，而其它的多个模板信号被同时使用。因此，本实 施方式的同步捕获处理，基于以往的串行搜索的结构而釆用简单的结构，同 时其同步捕获速度能够不次于以往的并行搜索。另外，即使时间位置t,、 tg 之一与接收信号150的到来定时to—致，当接收信号中所添加的噪声功率、 多路径信号功率较大时，相关结果也不超过Thl，有时检测不出相关是不言 而喻的。
这里，需要有体系地选择相互重叠而构成重叠模板信号的多个模板信号 (亦即多个时间位置)。多个才莫板信号的选择，即，复凄t搜索位置生成器122 中的时间位置的选择方法，有下面几种形态。
作为第一种优选形态，利用比特倒置(bit reversal )。例如，以一个子帧 中的脉冲存在区间的数量为16个(24个)为例进行说明。如图4所示，16
个整数1、2、3.....14、 15用二进制可分别表示为0000、 0001、 0010、 0011、...、
1110、 1111。将比特顺序颠倒过来，16个二进制表示则依次为0000、 1000、
0100、 1100..... 0111、 1111。将比特顺序颠倒后的二进制表示转换成整数，
则16个整数依次为0、 8、 4、 12、 ...、 7、 15。
'按这样得到的新的整数列，可以选择用于多个模板信号的多个时间位置。
例如有必要选择两个时间位置时，可以依次选择[t,、 t9]、 [t5、 t13]..... [t8、
t16]。由此，当所选择的多个模板信号被重叠时，能够抑制多个模板信号之间 的相互干扰或抵消。
作为第二种优选形态，将所要选择的多个模板信号之间的各时间差，设 定为脉冲宽度Tp的整数倍。这样，当多个模板信号被重叠时，根据模板信号 的组合，有时其中的两个模板信号中的脉冲能够相互加强地重叠。此种情形 举例表示在图5 (A)及图5 (B)中。
如图5 (A)所示，模板信号180、 181分别具有开始时间位置h、 t13。 另外，脉冲区间Ti与脉冲宽度Tp相等。而且，如图5(B)所示，模板信号 181的延迟区间183的信号，即，模板信号181中位于模板信号180的结束 时间位置之后的位置的那部分信号，被移到模板信号181的开始时间位置之
前一个区间182。
通过实行对模板信号181的循环移动，能够得到开始时间位置及结束时
间位置与模板信号180—致的模板信号184。然后，对模板信号180、 184进 行重叠，其结果生成了重叠模板信号185。
由于设定脉沖区间Ti与脉冲宽度Tp相等，对模板信号180、 184进行重 叠时，其各自的脉冲186、 187纟皮相互加强而重叠。重叠的脉冲188，具有与 其它脉冲相同的形状，但与其它脉沖相比具有两倍的振幅。因此，当脉冲186、 187相互加强地重叠时，不可能发生模板信号180、 184的脉沖相互抵消的现 象。'
另外，当发生脉冲相互抵消的现象时，接收信号150的到来定时to被错 过的可能性会增大。所以，通过将各时间差设定为脉沖宽度Tp的整数倍，能 够避免脉沖的相互抵消，并能够在短时间内实现更加可靠的同步捕获。
此外，通过容许在多个4莫板信号180、 184^皮重叠时所产生的脉沖186、 187的重叠，能够实现更多数量的模板信号的重叠，从而更加缩短同步捕获 处理。
如上所过，根据本实施方式，尽管采用以往的串行搜索的结构为基础的 简单的结构，但能够不次于以往的并行搜索的同步捕获速度。
另外，虽然本实施方式的同步捕获装置100仅以串行搜索的结构为勤出， 但也可以在同步捕获装置100中引入并行搜索的结构。例如，可以采用这样 的结构，即，在第一阶段和第二阶段分别并列地使用多个第一相关器112及 第二相关器132。由此，能够实现同步捕获的更加高速化。
另外，在上面的说明中，对作为模板信号及接收信号，使用包含高频率 分量的信号的情形进行了描述。但是，模板信号及接收信号并不限于上述的 信号。例如，作为接收信号，也可使用如下的信号，即利用二极管等部分地 截取交流信号而得到的信号，或用积分器对交流信号进行轮廓检波而去除了 交流分量的信号，更进一步，也可以使用对应于这些接收信号的模板信号。
图10示出了使用与上述说明中的模板信号及接收信号不同的信号形状 的情形。图10A示出了接收信号1000及一皮重叠的模板信号1002, 1001表示 一个脉沖信号。作为脉冲信号IOOI，例如可以使用包含某频带的频率分量的 信号，具体而言，频带可以为24GHz至29GHz的频带、或59GHz至66GHz 的频带。图10B所示的1003为将接收信号1000与;f莫板信号1002进行相乘而
得到的信号，如果接收信号1000与模板信号1002完全同步，则脉沖1004只 有正极性的分量。图10C的1005为利用滤波器对脉冲1004进行平滑处理所 得的信号，第一相关器112的输出信号151即相当于此。1006为单独脉冲。 图IOD的1007为利用例如匹配滤波器等对上述信号1005进行处理所得的信 号，即为表示在整个Ts上的相关结果的信号，1008为其相关峰值。第一比较 器114检测此相关峰值1008的振幅是否超过预定的阈值，进行预相关的判断。
另外，在本实施方式中，也可以使用各模板信号的开始时间差一致的重 叠模板信号。这样的重叠模板信号例如可以利用可变延迟电路来变更重叠模 板信号输入到第一相关器具112的时间而生成。在此，可以任意设定可变延 迟电路的延迟时间。通过将延迟时间设定为较短的时间，能够避免相关时机 的错过，通过将延迟时间设定为较长的时间，能够减少试行次数。又，例如 可以在脉冲宽度Tp的1/5至1/20的范围内可变地设定延迟时间。
又，在以上的说明中，对作为比特的排列顺序，使用图4所示的一个例 子的情形进行了描述，但也可以通过使用其它的排列顺序来加长汉明距离， 从而提高纠错效果。图18示出了排列顺序的决定方法的一个例子。
在图18所示的流程中，使用组合了 M-ary的PPM和N-ary的PPM的调 制方式。按顺序说明。首先，M行N列的矩阵与所有的脉沖位置、振幅依序 匹配，确认M和N是否都同时为2的整数幂(S1701)。如为2的整数幂(S1701: "是")，则将所有的波形匹配到N列M行(S1702)。接着，决定向列或行的 哪个方向进行各数据的匹配。这里，判断M和N的大小(S1703)，以数量小 的一方为基准进行以后的处理。下面，对选择了 N的情形(S1703:"否，，) 继续进行说明。判断N是否大于2 (S1704),如果大于2(S1704:"是")， 将N列分割成两个，在最前面的序列上添加前缀比特"0",而在其余的序列 上添加"1" (S1705)。之后，将N除2(S1706)，直到被更新的N变为2以 下。N变得小于或等于2(S1704:"否")，则向各序列分配脉冲位置(ST1707 )。 最后，按分配的各个前缀进行分组，完成分配表格(S1708)。另外，作为S1703 的判断结果，M小于N时(S1703:"是")，以M为基准进行S1709、 ST1710、 S1711的处理。
图19示出了使用8-ary PPM和4-ary PAM的情形。632表示，在向矩阵 匹配了所有的脉冲的状态下，存在根据8-ary PPM的八个位置不同的脉冲， 及根据4-ary PAM的两个振幅和两个相位状态的，共三十二个不同条件的脉
冲。600至631表示块632的脉沖，给脉沖600至615分配前缀比特"O，，, 给脉沖616至631分配前缀比特"1"，使得纵轴，即N-ary的相邻脉冲的汉 明距离变远。此状态分别用模块634及模块636表示。在此，因为N二2，所 以^fN-ary的分配结束。
接着，对模块634的脉冲600至615进行说明。这里，在分配脉冲时， 使得对黄轴，即M-ary的相邻脉沖的汉明距离变远。例如，脉冲位置600与601
的汉明距离较近，向模块700分配脉沖600、 602..... 612、 614，而向模块
702分配脉冲601、 603..... 613、 615。
接着，因为M二4，为了使得相邻的脉沖的汉明距离变远而分配脉冲，例 如，向模块704分配600、 602、 6012、 6014，向模块706分配604、 606、 608、 610。
接着，因为N:2， M=2，所以向各模块的脉冲分配比特。另外，考虑所 有相邻脉冲的汉明距离变远，如模块712所示，考虑8-ary PPM及4-ary PAM， 在模块706中，按606、 604、 610、 608的顺序分配比特。另外，关于模块 603也进行同样的处理，对模块603的脉沖分配模块714的比特。
至此，向脉冲600分配了由前缀比特"0"和被分配的比特"0000"所组 成的"00000"，而向脉沖631分配了 "11100"。这样，在存在脉冲判断错误 时，由于数据错误部位齐整，使得基于纠错的数据纠正变得容易。
通过这样，对于位置及振幅类似的脉沖，能够制作与汉明距离较远的比 特串进行映射的映射表格。即，使用上述映射表格发送数据的脉沖无线发送 装置包括映射控制单元、数据分割单元、及映射实施单元。所述映射控制单 元根据脉沖映射位置数量(这里为脉沖位置及脉冲振幅的组合数)变更映射， 所述数据分割单元根据所述脉冲映射数量分割数据，所述映射实施单元使用 所述数据分割单元输出的数据串(此数据串具有表示脉沖映射数量的比特数) 及所述映射表格进行映射。另外，接收端的脉冲无线接收装置包括映射控制 单元、数据分割单元、及映射实施单元。所述映射控制单元根据脉冲映射位 置数量(这里为位置及振幅的组合数)变更映射，所述数据分割单元根据所 述脉冲映射数量分割接收数据，所述映射实施单元使用所述数据分割单元输 出的数据串(此数据串具有表示脉冲映射数量的比特数)及所述映射表格进 行映射。
通过将生成此映射表格时的想法适用于复数搜索位置生成器122，可以
实现如下的对模板信号进行选择的复数搜索位置生成器122,即所选择的此 模板信号的比特的排列顺序是根据脉沖位置及脉冲振幅而决定的。另外，此 模板为这样一种信号，即根据脉冲位置及脉冲振幅之一决定比特的排列顺序 后,.根据另外一个决定比特的排列顺序。
图20同样地是以16-PPM实施的情形。模块916表示，在对矩阵匹配了 所有的脉冲的状态下，存在才艮据16-aryPPM的十六个位置不同的，共计十六 个不同条件的脉冲。卯0至915为，模块916的脉沖。模块917只示出了各 脉冲的号码。
接着，分配脉冲使得脉沖的汉明距离变远。其结果为模块918及模块920。 再将其分别分割成两个，其结果为模块922、 924、 926、 928。然后，考虑使 所有的相邻脉冲的汉明距离变远，对各^^莫块的脉沖分配比特。此流程用^^莫块 930、 932、 934来表示。此时，通过将容易发生脉沖判断错误的900和901 分别对应到"0000"和"1111"，能够得到同样的效果。另外，也可以不固定 脉沖位置、振幅的不同产生的阶数，例如，可以检测差错率或接收功率的变 化而将阶数增大或减小。差错率的变化可以通过在解调单元设置计数器等检 测手段来检测，而接收功率的变化可以一般地利用例如RSSI信号等来检测。
另外，在以上的说明中，虽然没有对用于通信的信号的载波频率，及使 用多个终端时的多路访问方法等进行描述，但可以通过例如TDMA或FDMA 等一般的方法实现。
例如，在TDMA中，当使用同一个载波频带，例如60GHz频带，同一 种调制方式的终端进行多个通信时， 一般在通信开始时使用用于同步及认证 的数据串，通过各终端识别此数据串来避免通信的冲突。
对此，在本装置中，即使使用不同的载波频带的信号传送用于同步/认证 /解调的数据串，也可以通过将与其对应的不同的载波频带的信号作为多个模 板信号而可以极性同步/认证/解调。作为不同的载波频带的信号，例如可以对 使用3GHz至lOGHz频带的微波信号及使用频带25GHz或60GHz频带的信 号进行组合而得到。另外，作为组合方法，例如待机时、或通信距离远时， 或通信机器间不在视线环境中时，可以使用微波信号，而在通信确定之后、 或机器间接近时，或在视线环境中时，则可以使用60GHz频带。
另外，不仅上述载波频带，多个模板信号也可以使用不同的调制方式的 信号，这样即使调制方式不同的通信系统混合存在，也能够进行同步/认证/
解调。作为不同的调制方式的信号，例如可以将进行了振幅、相位、位置调
制的脉冲通信与直接进行了调制的UWB通信或进行了 OFDM调制的UWB 通信进行组合而得到。
另夕卜，在上述的说明中，虽然没有对重叠多个模板信号的频度进行描述， 但可以使之以同一频度出现，也可以使之以不同的频度出现。又，也可以根 据通信状态而变更出现频度。作为变更方法，例如当接收需要相位同步的 BPSK等信号时，首先将可以使用轮廓大致确定同步的模板信号的出现频度 提高，而当以轮廓为单位的同步超过预定的值之后，将包含可以确定相位同 步的相位信息的模板信号的出现频度提高，由此能够实现同步的短时间和高 准确度。同样，在接收多个调制方式时也可以变更出现频度。
例如，在脉沖通信信号和OFDM通信信号混合存在的通信环境下，进行 脉冲通信的装置，可以在通信开始时对能够接收脉冲通信信号的模板信号与 能够接收OFDM通信信号的模板信号进行重叠，在对通信对方的脉沖通信信 号进行发现、同步/认证/解调的同时，进行OFDM通信信号的发现，例如能 够通过调整通信时机等来降低机器间干扰。又，也可以在调整后加长能够接 收OFDM通信信号的模板信号的出现频度，从而进行控制，以增加脉沖通信 信号的可接收时间。 (实施方式2)
图6为表示根据本发明的实施方式2的同步捕获装置的结构的方框图。 而且，本实施方式中所说明的同步捕获装置200具有与实施方式1中所说明 过的同步捕获装置100基本相同的结构。因此，对实施方式l中说明过的同 样的结构单元赋予同样的参照号码，并省略其详细说明。
同步捕获装置200，除了实施方式1中所说明过的跳时跳时码源140及 緩冲器142之外，还包括相关器202、自适应比较器204、自适应搜索位置生 成器206、自适应模板生成器208、及模板重叠器210。相关器202,基本上 具有实施方式1中说明过的第一相关器112及第二相关器132两者的功能。 自适应比较器204，基本上具有实施方式1中说明过的第一比较器114及第 二比较器134两者的功能。自适应搜索位置生成器206,基本上具有实施方 式1中说明过的复数搜索位置生成器122及单一搜索位置生成器144两者的 功能。自适应模板生成器208,基本上具有复数模板生成器124及单一模板 生成器146两者的功能。模板重叠器210，基本上具有实施方式1中说明过
的模板重叠器126的功能。
接下来，对具有上述结构的同步捕获装置200所实行的一连串同步捕获 处理进行说明。图7为用于说明根据本实施方式的同步捕获处理的流程图。 一连串的同步捕获处理与实施方式1中所说明过的一样，基本上包括两个阶 段的同步捕获。但是，在本实施方式的同步捕获处理中，在获取重叠模板信 号时所选择的时间位置的数量L (L为自然数)为变量(实施方式1中，数 量M为固定值)。由此，可以实行包括多阶段的同步捕获处理的一连串的同 步捕获处理。第一阶段的同步捕获处理从L的初始化开始，第二阶段之后的 各阶段的同步捕获处理随着L的降低而开始。另外，当L设定为1时所进行 的同步捕获处理可以称之为最终阶段，而此阶段之前所有的阶段可统称为预 备阶段。
同步捕获处理开始于步骤S570。然后，在步骤S572,包括时间位置的 数量L及阈值Th的所有的参数被初始化。
然后，在步骤S574,自适应搜索位置生成器206，从来自緩冲器142的 所有的时间位置中选择L个的时间位置的同时，将所选择的L个的时间位置 存储在緩冲器142中。然后，在步骤S576中，自适应搜索位置生成器206对 自适应模板生成器208通知所选择的L个的时间位置。在步骤S578中，自适 应模板生成器208按被通知的L个的时间位置及来自跳时码源140的跳时码 生成L个的模板信号，而模板重叠器210对所生成的L个的模板信号进行重 叠，作为其结果得到重叠4莫板信号。然后，进至步骤S580。
另外，当在步骤S578中得到的重叠模板信号具有特定的脉冲配置时，模 板重叠器210对于其重叠模板信号，特别是对于特定的脉冲配置，可以添加 部分的变更。
作为特定的脉冲配置的一例，可列举在重叠模板信号中，多个脉冲无时 间间隔地相邻那样的配置。当生成具有这样的脉冲配置的重叠模板信号时， -漠板重叠器210对于除了此脉沖配置中的最前头一个脉沖以外的至少一个脉 冲进行稀疏处理。当存在这样的脉冲配置时，例如根据传输信道的状况，有 可能错误地检测出到来定时to。因此，通过进行上述的稀疏处理，能够防止 错误地检测出到来定时to。
在步骤S580中，相关器202将接收信号150和重叠才莫板信号相乘，并将 相乘结果积分，其结果得到作为相关器202的输出信号的基带输出信号。另
外，在下面的说明了中，将相关器202中的一连串处理称为相关演算。
'另外，在步骤S582中，自适应比较器204将根据相关演算生成的基带输 出信号与阈值Th进行比较。当基带输出信号大于阈值Th或等于阈值Th时 (S582:"否，，)，即，检测出相关一致时，进至步骤S588。当基带输出信号 小于阈值Th时(S582:"是"),即，没有检测出相关一致时，进至步骤S584。
在步骤S584中，由于没有^r测出相关一致，自适应搜索位置生成器206 重新选择所有L个时间位置。更具体地说，从緩沖器142中重新选择与已经 选择过的时间位置不同组的L个时间位置。另外，当L的当前值为在步骤S590 中被调整过的值时，在步骤S584中的新的L个时间位置的选择被限定在特定 的范围内。也就是说，在步骤S590中，L的数量被减小时，则新的L个时间 位置的选择是对减小后的L个进行的。緩冲器142在重新选择的L个时间位 置被更新。然后，进至步骤S586。
另外，在步骤S584中，在L的当前值不为1的情形下，当上述的特定 的范围内的所有的时间位置已经被选择过，而不能够选择新的L个时间位置 时，或是放弃同步捕获处理，或是从前阶段重新进行同步捕获处理，或是从 第一阶段开始重新进行同步捕获处理。
在L的当前值为l的情形下，当上述的特定的范围内的所有的时间位置 已经被选择，不能选择新的一个时间位置时，或是从前阶段重新进行同步捕 获处理，或是从第一阶段开始重新进行同步捕获处理。
在步骤S586中，自适应搜索位置生成器206向自适应模板生成器208 通知经过调整的L个时间位置，并返回步骤S578。
在步骤S588中，判断L的当前值是否为1。当L的当前值不为1时(S588: "否")，刚才检测出的相关一致不是最终的相关一致，即被看作刚才检测出 的相关一致为预相关一致。此时，在步骤S590中，L的值被减小。例如，将 L的值从当前值替换为不低于将当前值除4所得的值的最小的整数。此外， 随着数量L的减小，调整阈值Th。
也就是说，如果L为1，因为是最终决定的时机，所以使用较高的阈值 Th判断最终的相关。又，如果L不为1，为了选择同步的时间位置的候选， 使用较低的阈值Th,篩选相关值中出现较高值的定时(timing)。
然后，返回步骤S574，开始下一阶段的同步捕获处理。
另 一方面，当L的当前值为1时(S588:"是")，认为刚才检测出的相关一致为最终的相关一致。因而， 一连串的同步捕获处理完成(S592)。
然而，由于开始同步捕获处理时的数量L的初始值是对同步捕获处理的 所需时间及准确度影响较大的因素，因此它的设定非常重要。L的值越大， 组内的干扰(即，被重叠的多个模板信号之间的相互干扰)越大。在采用低 占空周期(Tp/Tf小时)的系统中，可以在抑制组内干扰的同时，增大L的值。 作为数量L的初始值的设定方法可以采用多种方法。
例如，根据接收信号150的传输信道的质量(例如接收差错率)可变地 设定L的初始值。换言之，根据传输信道的质量，可变地设定被重叠的模板 信号的数量。具体而言，如果质量良好，则重叠较少数量的模板信号，而如 果质量不佳，则重叠较多数量的模板信号。这样，能够根据传输信道质量， 最佳化同步捕获处理的所需时间及准确度。
或者，根据接收信号150的接收功率(例如表示接收信号150的强度的 RSSI ( Received Signal Strength Indicator)),可变地设定L的初始值。换言之， 根据接收功率，可变地设定被重叠的模板信号的数量。具体而言，如果接收 功率较大，则重叠较少数量的模板信号，而如果接收功率较小，则重叠较多 数量的模板信号。这样，能够根据接收功率，最佳化同步捕获处理的所需时 间及准确度。
或者，根据上次的一连串的同步捕获处理的有关信息，例如，相关器202 中上次同步捕获时的积分结果的M值，可变地设定L的初始值。换言之， 根据上次的一连串的同步捕获处理的有关信息，可变地设定被重叠的模板信 号的数量。具体而言，如果分散值较小，则重叠较少数量的模板信号，而如 果分散值较大，则重叠较多数量的模板信号。这样，能够根据过去的同步捕 获处理的结果，最佳化同步捕获处理的所需时间及准确度。
或者，根据一连串的同步捕获处理的再试行次数，可变地设定L的初始 值。换言之，根据再试行次数，可变地设定被重叠的模板信号的数量。具体 而言，如果再试行次数较大，则为了缩短处理时间，重叠较少数量的模板信 号，而如果再试行次数较小，则为了提高准确度，而不是为了缩短处理时间， 而重叠较多数量的模板信号。这样，能够根据再试行次数，最佳化同步捕获 处理的所需时间及准确度。
图8为用于说明时间位置的数量L的初始值设定的一个例子的流程图
初始值设定处理从步骤S1000开始。然后，在步骤S1002中，L的值被
初始化。经过初始化的L的值为2以上的任意的自然数。
然后，在步骤S1004中，未图示的测量器进行RSSI的测量。然后，在 步骤S1006中，将RSSI与预定的阈值Rl进行比较。当RSSI小于阈值Rl 时(S1006:"是")，减小L的值，伴随与此，阈值Th也被调整(S1010)， 并进至步骤S1014。另一方面，当RSSI大于阈值R1或等于阈值R1时(S1006: "否")，则进至步骤S1008。
在步骤S1008中，将RSSI与预定的阈值R2 (R2〉R1 )进行比较。当 RSSI大于阈值R2时(S1008: YES )，增大L的值，伴随与此，阈值Th也被 调整(S1012),并进至步骤S1014。当RSSI小于阈值R2或等于阈值R2时 (S1008:"否")，则L的值不被增减而进至步骤S1014。
在步骤S1014中，实行例如使用图7所说明过的一连串同步捕获处理。 然后，在步骤S1016，判断同步捕获处理是否结束。
当同步捕获处理未完成，而从第一阶段重新进行同步捕获处理时(S1016: NO),进至步骤S1020，而当同步捕获处理结束时(S10106: YES )，则在步 骤S1018结束初始值设定。另外，中途放弃同步捕获处理时，也在步骤S1018 结束初始值设定。又，当从某个阶段的同步捕获处理返回前阶段的同步捕获 处理时，则认为在继续实行步骤S1014的同步捕获处理。
在步骤S1020中，对一连串的同步捕获处理的再试行次数进行计数，并 存储在緩冲器142中。所存储的再试行次数在步骤S1022中被与预定的阚值 Y比较。
当再试行次数大于阈值Y时(S1022:"是")，在步骤S1024中，减小L 的值，伴随与此，阈值Th也被调整。然后，进至步骤S1014。又，当再试行 次数小于阈值Y或等于阈值Y时(S1022:"否")，则不减小L的值而进至步 骤S1014。
接下来，使用图9说明相关器202中所实行的积分的积分长度控制。 相关器202能够可变地设定积分区间Tinte一的长度，所述积分为，对具 有振幅A2的重叠模板信号221 (或者模板信号)与具有振幅Al的接收信号 220的相乘结果的积分。由此，能够设定积分长度，使之与模板信号或重叠 模板信号的码元帧持续时间Ts的长度相等，或使之短于码元帧持续时间T2。 相关器202，在整个的码元帧持续时间Ts中，将模板信号或重叠模板信号与 接收信号220相乘，并在整个积分区间Tintegral,对其相乘结果222 (具有振幅
A3 )进行积分。
将积分区间Tinte^的积分长度设定为短于码帧持续时间TS时得到的基带 输出信号B2，和积分区间Tinte一的积分长度设定为与码元帧持续时间TS相
等时得到的基带输出信号Bl,与分别与之相应地设定的阈值Th进行比较。
积分区间Tinte一可以设定在码元帧中的任意部分。当积分长度短于码帧 持续时间TS时，能够缩短同步捕获处理所需的时间。但是，为了积分足够多
的脉冲来避免错过接收信号220的到来定时tQ,积分长度必须比子帧持续时 间Tf长。例如积分长度设定为Tf x 3。
此外，例如，积分长度也可以最初设定得较短而渐渐加长。
或者，也可以根据接收信号220的传输信道质量(例如接收差错率)可 变地设定积分长度。具体而言，如果质量良好，则将积分长度设定得较长而 达到缩短同步捕获处理所需的时间的目的，而如果质量不佳，则将积分长度 设定得较短而达到尽早发现多个到来定时的候选的目的。
或者，也可以根据接收信号220的接收功率(例如RSSI)可变地设定积 分长度。具体而言，如果接收功率较大，则将积分长度设定得较长而达到缩 短同步捕获处理所需的时间的目的，而如果接收功率较小，则将积分长度设 定得较短而达到尽早发现多个到来定时的候选的目的。
或者，也可以才艮据上次的一连串同步捕获处理的相关信息，例如相关器 202中上次同步捕获时的积分结果的分散值，可变地设定积分长度。具体而 言，如果分散值较小，则将积分长度设定得较长而达到缩短同步捕获处理所 需的时间的目的，而如果分散值较大，则将积分长度设定得较短而达到尽早 发现多个到来定时的候选的目的。
此外，如上所述，积分区间Tinteg^可以设定为码元帧中的任意的部分。
优选地，可以将应该优先进行相关演算的区间设定为积分区间Tintegral。
详细说明其中的一个例子。根据自适应模板生成器208生成的各模板信 号、和根据模板重叠器210生成的各重叠模板信号有两种组合，其中第一种 组合包含相互之间相关性相对较强的多个部分信号，第二种组合包含相互之 间相关性相对较弱的多个部分信号。因此，相关器202对包含在第一种组合 中的所有的部分信号与接收信号220中的对应于那些部分信号的部分的相乘 结果，进行积分。积分结果超过预定的阈值时，逐渐加长积分区间Tintegral， 并反复进行阈值的重新判断的步骤。最终当整个重叠模板信号或整个模板信
号和接收信号220的相关演算结果超过期望的阈值时，可以判断同步捕获完成。
如上所述，根据本实施方式，通过追加各参数(L及Th等)的自适应控 制，能够使整个装置的结构更加简单。
另外，虽然本实施方式的同步捕获装置200仅以串行搜索的结构为基础， 但也可以在同步捕获装置200中引入并行搜索的结构。例如，可以采用这样 的结构，即，在各阶段分别并列地使用多个相关器202。由此，能够实现同 步捕获的更加高速化。
另外，在上面的说明中，虽然对根据接收功率切换被重叠的模板的例子 进行了描述，但也可以判断多路径状态而切换被重叠的模板。使用图ll、 12 进行说明。图IIA的1100为发送信号，1101为脉沖。图IIB的1102为接收 信号，并包含根据多路径波形的脉沖1103。图IIC的1104为重叠模板信号。 此情形为，为了使接收信号1102与重叠模板信号一致而对延迟时间进行调 整，其结果捕获到多路径波形的情形。图12A表示进一步搜索最佳点的情形， 通过检索多路径波形的脉沖1103的前后，发现在它之前的振幅更大的信号， 并如图12B所示将同步状态移至最佳点。更进一步，也可以如图13所示地变 更重叠模板。图13表示对于不同于同步至最佳点的模板(此图中点线所示的 模板)的模板1105 (实线所示)变更到多路径波形的时间的情形，如图13B 所示，因为由此也在多路径位置同步，所以也能够改善基于相关信号的合成 的接收敏感度，或者即使在由于遮蔽(shadowing)等原因特定的路径被切断 时，.也能够保持同步。
另外，在以上的说明中，虽然对只重叠并切换内部持有的模板的例子进 行了描述，但也可以将接收波形作为一个模板而使用。图14示出了将接收信 号作为模板的这一追加功能。图14与图6的不同之处在于，包括接收波形緩 冲器1400，将此波形作为一个被重叠的模板输入到自适应模板生成器208。 图15示出了使用接收波形的重叠模板。1401为接收信号，1402为脉沖接收 波形。1403为重叠模板，1404为从接收波形緩冲器1400输入的接收波形的 脉沖模板(实线所示)，1405为内部发生的脉冲模板(虚线所示)。这样通过 使用接收波形作为模板，能够得到更高的波形相关，准确地进行同步捕获。
了描述，实际上进行基于噪声的相关检测，或者根据多路径检测出第二、第
三相关。图16表示此情形。图16A表示接收信号和重叠模板的状态，1500 为最适合同步的电压的最高的脉沖，1501为起因于多路径的低电压脉沖，1502 为噪声。1503为重叠模板，在多路径位置也为同步的状态。图16B表示这种 状态下的相关峰值的情况。1504为基于与最优的脉冲的相关的峰值，1505为 基于与多路径的相关的峰值，1506为基于与噪声的相关的峰值。为了检测出 最佳的峰值并正确结束预检测，例如可以添加如下判断，即，当冲企测出多个 相关峰值时，将相关最高的峰值视为同步。而为了避免错误的峰值，则以峰 值存在预定的时间为判断条件即可。
另夕卜，在以上的说明中说明了根据同步状态变更模板的重叠数量的例子， 图17表示根据通信速率进行变更的例子。图17A表示通信机的配置情形。 用户1600持有终端1601,其使用情形为，从数据存储器1602下载数据。当 数据存储器1602与终端1601之间的距离远时，由于从数据存储器1602到达 终端1601的电波弱，在终端1601中的接收功率及噪声之比值较小，因此容 易发生接收差错。另外，由于直接波和反射/折射波的路径差较小，即功率比 值、到达时间差较小，因此处于多路径较多的通信状态。在此状态下，可以 通过降低脉沖的反复频度，并增大每个脉冲的振幅，来增大接收功率及噪声 之比值，又，可以通过降低脉沖的反复频度来降低码间干扰。虽然此状态不 适于提高通信速率，但可以进行机器间初始的同步及认证等处理。在此状态 下，接下来用户1600向数据存储器1602靠近。伴随于此，接收功率变大， 接收差错变小。关于多路径，同样地由于直接波与反射/折射波的路径差，因 此功率比值变大，其影响变小。在此状态下，可以将脉冲反复频度设定得较 高来提高通信速率。提高通信速率的效果为，使下载时间变短而提高数据隐 匿性，将机器的消耗功率抑制得较低。图17B为通信速率较低的情形，1603 为接收信号，1604为脉沖。1605为重叠模板，重叠了多个开始时间不同的模 板。图17C为通信速率较高时的接收信号1606，为了提高脉沖重复周期，变 更接收信号的Tf、 TD使之比低速率时短。此时，模板1607不具有用于重叠 的脉冲间隔，因而不进行模板重叠。另外，在以上的说明中，说明了将模板 的重叠数量从2变更为1 (不进行重叠)的例子，但不言而喻，对于例如只 是将重叠数量简单地从10降到5的情形也是同样的。
至此，对本发明的各实施方式进行了说明。另外，才艮据本发明的同步捕 获装置及同步捕获方法，并不限于上述的各实施方式，而可以进行种种变更
并实施。例如，可以适当地对各实施方式进4亍组合并实施。再有，在上述的 各实施方式中，虽然以用硬件构成本发明的情形为例进行了说明，但也可以 用软件实现。
本说明书基于2005年8月31日申请的日本专利申请特愿2005-252140 及2006年8月28日申请的日本专利特愿2006-231094。其全部内容包含于此 作为参考。
工业实用性
本发明的同步捕获装置及同步捕获方法适用于脉沖无线通信中的用途。
权利要求
1、一种同步捕获装置，其用于脉冲无线通信的同步捕获，它包括获取单元，获取多个各自由多个模板信号重叠而成的重叠模板信号；预备检测单元，对由所述获取单元获取的一个重叠模板信号与接收信号之间的预备相关一致进行检测，同时当没有检测到所述一个重叠模板信号与所述接收信号之间的所述预备相关一致时，将所述一个重叠模板信号替换为由所述获取单元获取的其它的重叠模板信号后，再进行所述预备相关一致的检测；以及，最终检测单元，当由所述的预备检测单元检测出所述预备相关一致时，对所述多个模板信号之中的某一个模板信号与所述接收信号之间的最终相关一致进行检测。
2、 根据权利要求1所述的同步捕获装置，其中， 所述获取单元将具有互不相同的开始时间位置的多个模板信号重叠。
3、 根据权利要求1述的同步捕获装置，其中， 所述多个模板信号具有互不相同的开始时间位置， 所述开始时间位置的时间分辨率的整数倍相当于脉冲宽度， 所述获取单元将所述一个模板信号与所述其它的模板信号重叠。
4、 根据权利要求3所述的同步捕获装置，其中，所述获取单元容许在将所述一个模板信号与所述其它的模板信号重叠时 所发生的脉冲的重叠。
5、 根据权利要求1所述的同步捕获装置，其中，所述获取单元基于所述接收信号的传输信道的质量，可变地设定相互重 叠的模板信号的数量。
6、 根据权利要求1所述的同步捕获装置，其中，所述获取单元基于所述接收信号的接收功率，可变地设定相互重叠的模 板信号的数量。
7、 根据权利要求1所述的同步捕获装置，其中，所述获取单元基于有关上次的一连串的同步捕获处理，可变地设定相互 重叠的模板信号的数量，所述一连串的同步捕获处理包括分别由所述预备检 测单元及所述最终检测单元进行的所述预备相关一致检测及所述最终相关一致4企测。
8、 根据权利要求1所述的同步捕获装置，其中，所述获取单元基于有关一连串的同步捕获处理的再试行次数，可变地设 定相互重叠的模板信号的数量，所述一连串的同步捕获处理包括分别由所述 预备检测单元及所述最终检测单元进行的所述预备相关一致检测及所述最终 相关一致;险测的。
9、 根据权利要求1所述的同步捕获装置，其中，还包括； 积分长度设定单元，设定短于所述多个模板信号的持续时间的积分长度， 所述预备检测单元或所述最终检测单元之一，在由所述积分长度设定单元设定的整个所述积分长度之内，对重叠模板信号或模板信号与所述接收信 号的相乘结果进行积分。
10、 根据权利要求9所述的同步捕获装置，其中， 所述积分长度设定单元基于所述接收信号的传输信道的质量，可变地设定所述积分长度。
11、 根据权利要求9所述的同步捕获装置，其中， 所述积分长度设定单元基于所述接收信号的接收功率，可变地设定所述积分长度。
12、 根据权利要求9所述的同步捕获装置，其中， 所述积分长度设定单元基于有关上次的一连串的同步捕获处理的相关信息，可变地设定所述积分长度，所述一连串的同步捕获处理包括分别由所述 预备检测单元及所述最终检测单元进行的所述预备相关一致检测及所述最终 相关一致;险测的。
13、 根据权利要求1所述的同步捕获装置，其中， 所述获取单元通过部分地变更所述多个重叠模板信号中具有无时间间隔地相邻的多个脉沖的重叠模板信号，获取所述一个重叠模板信号或所述其它 的重叠模板信号。
14、 根据权利要求13所述的同步捕获装置，其中， 所述获取单元对所述多个脉冲的最前头的脉冲以外的某些脉沖进行稀疏处理。
15、 根据权利要求1所述的同步捕获装置，其中，所述多个模板信号的每一个和所述多个重叠模板信号的每一个具有两种组合，其中第一组合包含相互之间相关性相对较强的多个部分信号，第二组合包含相互之间相关性相对较弱的多个部分信号；所述预备检测单元或者所述最终检测单元之一，对所述第一组合与所述 接收信号的相乘结果进行积分。
16、 一种同步捕获方法，其用于脉沖无线通信的同步捕获，该方法包括 获取一个由多个模板信号重叠而成的重叠模板信号的步骤； 对所述一个重叠模板信号与接收信号之间的预备相关一致进行检测的步骤；当没有检测到所述一个重叠模板信号与所述接收信号之间的所述预备相 关一致时，获取其它的由所述多个模板信号重叠而成的重叠模板信号的步骤； 将所述一个重叠模板信号替换为所述其它的重叠模板信号后，再进行所 述预备相关一致的检测的步骤；以及，.当检测出所述预备相关一致时，对所述多个模板信号之中的某一个模板 信号与所述接收信号之间的最终相关 一致进行;险测的步骤。
17、 根据权利要求1所述的同步捕获装置，其中， 所述获取单元包括复数搜索位置生成部件，该复数搜索位置生成部件选择其比特的排列顺序是基于脉冲位置及脉冲振幅而确定的模板信号。
18、 根据权利要求17所述的同步捕获装置，其中， 所述才莫板为这样的信号，即基于脉沖位置或脉沖振幅中的一个而确定比特的排列顺序后，再基于另一个确定比特的排列顺序。
19、 根据权利要求1所述的同步捕获装置，其特征为， 所述多个模板信号为不同载波频带的信号。
20、 根据权利要求19所述的同步捕获装置，其特征为， 作为所述多个模板信号的载波频带，使用微波频带的信号及毫米波频带的信号。
21、 根据权利要求1所述的同步捕获装置，其特征为， 所述多个模板信号为不同调制方式的信号。
22、 根据权利要求1所述的同步捕获装置，其特征为， 所这多个模板信号以不同的出现频度被重叠。
全文摘要
一种同步捕获装置及同步捕获方法，以与串行搜索同样简单的结构，实现不次于并行搜索的高速率的同步捕获。在同步捕获装置(100)中，重叠模板获取单元(120)，获取多个各自由多个模板信号重叠而成的重叠模板信号。第一相关检测单元(110)，对某重叠模板信号与接收信号之间的预备相关一致进行检测，同时当没有检测到该重叠模板信号与接收信号之间的预备相关一致时，将该重叠模板信号替换为其它重叠模板信号后，再进行预备相关一致的检测。当检测出预备相关一致时，第二相关检测器(130)进行多个模板信号之中的某一个模板信号与接收信号之间的最终相关一致的检测。
文档编号H04L7/04GK101099324SQ20068000184
公开日2008年1月2日 申请日期2006年8月29日 优先权日2005年8月31日
发明者展 余, 翁友素, 藤田卓 申请人:松下电器产业株式会社