具有同步跟踪功能的超宽带系统的制作方法
【专利摘要】一种具有同步跟踪功能的超宽带系统，包括脉冲捕获电路，脉冲捕获电路连接帧捕获模块，脉冲捕获电路连接门限比较输出示位脉冲模块，门限比较输出示位脉冲模块分别连接Barker码滑动电路和LS信道估计模块，所述Barker码滑动电路的另一端连接帧捕获模块，LS信道估计模块连接相位跟踪模块，相位跟踪模块连接脉冲捕获电路。本实用新型在使用锁相环电路捕获超宽带系统脉冲信号的基础上，进一步对帧进行捕获，并通过类似与信道估计的方法LS实现相位跟踪，达到超宽带系统信号接收的整体同步效果。
【专利说明】具有同步跟踪功能的超宽带系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无线通信【技术领域】，尤其是一种具有同步跟踪功能的超宽带系统。
【背景技术】
[0002]目前的超宽带(UWB)无线通信技术已经成为短距离无线通信技术研究的热点。超宽带通信的定义是信号带宽与中心频率比大于1/4。它与窄带通信方式相比，具有频带宽、功率低、抗干扰、抗多径和多址容量大等特点。
[0003]一般的超宽带系统均假设已知发射机与接收机之间准确的传播时延，收发双方完全同步，而任何系统收发双方必然存在同步误差。在传统的通信系统中，系统的同步是进行信息传输的前提，同步性能的降低会直接导致通信系统性能的降低，甚至使系统不能正常工作。因此，人们花费了大量的精力和财力来研究系统的同步问题。在超宽带通信中，同步问题更是一个重要的实际问题。由于超宽带通信受窄脉冲的脉宽限制，使得脉冲同步及相位跟踪的实现带来了难度的增加。
实用新型内容
[0004]本实用新型要解决上述现有技术的缺点，提供一种具有同步跟踪功能的超宽带系统，在使用锁相环电路捕获UWB脉冲信号的基础上，进一步对帧进行捕获，并通过类似与信道估计的方法LS实现相位跟踪，达到UWB信号接收的整体同步效果。
[0005]本实用新型解决其技术问题采用的技术方案:这种具有同步跟踪功能的超宽带系统，包括脉冲捕获电路，脉冲捕获电路连接帧捕获模块，脉冲捕获电路连接门限比较输出示位脉冲模块，门限比较输出示位脉冲模块分别连接Barker码滑动电路和LS信道估计模块，所述Barker码滑动电路的另一端连接帧捕获模块，LS信道估计模块连接相位跟踪模块，相位跟踪模块连接脉冲捕获电路。
[0006]其中脉冲捕获电路接收信号的信号接收器，信号接收器依次连接低通滤波器、信号清零模块、采样模块和比较判决控制模块，比较判决控制模块连接电压控制电路。
[0007]由于参考信号与接收信号相乘积分时，无用的高频分量对积分有较大影响，进而影响VCO的工作，造成模拟不稳定，时常出现失锁现象。因此，我们在乘法器与积分器之间加入I个低通滤波器，除去高频分量的影响，不再出现失锁现象。另外，原电路在乘法器后有I个开关，选通的时间为脉冲宽度，以去除选通时间外的噪声，提高信噪比。
[0008]本实用新型有益的效果是:本实用新型在使用锁相环电路捕获超宽带系统脉冲信号的基础上，进一步对帧进行捕获，并通过类似与信道估计的方法LS实现相位跟踪，达到超宽带系统信号接收的整体同步效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本实用新型的结构示意图。【具体实施方式】
[0010]下面结合附图对本实用新型作进一步说明:
[0011]参照附图:这种具有同步跟踪功能的超宽带系统，包括脉冲捕获电路，脉冲捕获电路连接帧捕获模块，脉冲捕获电路连接门限比较输出示位脉冲模块，门限比较输出示位脉冲模块分别连接Barker码滑动电路和LS信道估计模块，所述Barker码滑动电路的另一端连接帧捕获模块，LS信道估计模块连接相位跟踪模块，相位跟踪模块连接脉冲捕获电路。
[0012]其中脉冲捕获电路接收信号的信号接收器，信号接收器依次连接低通滤波器、信号清零模块、采样模块和比较判决控制模块，比较判决控制模块连接电压控制电路。
[0013]同步跟踪功能中的脉冲捕获电路如附图1中虚线框所示，信号接收器的输入信号ff(t)=S(t)+n(t),S(t)是高斯函数的二阶导数，能量为Ep，n(t)是均值为0，功率谱密度为
^的高斯白噪声。相关接收机的输入信号与本地参考信号V(t)相乘积分，在乘法器与积分器之间加入I个低通滤波器，它的作用主要是除去高频分量的影响，不再出现失锁现象。用清零信号在T时刻进行采样，相关接收机参考信号V(t) =S (t)时，接收机输出的信噪比SNR达到最大值，参考信号V (t) =S (t)称为理想参考信号。捕获过程中V (t)逐步改变延时，进行采样保持，并且对于采样I和采样2获得的AB两个信号通过比较判决来控制清零和采样的时序，当相关值最大时，收发实现同步。当采样值大于设定门限时，确定脉冲的位置，结束搜索过程。然后进入 VCO的线性工作区域。积分器把相差累加，一个帧周期采样I次，采样值作为VCO的控制电压，调节VCO的输出正弦信号的相位和频率，最终捕获并
锁定。此时正弦信号的周期Xft约为脉冲宽度^的2/3,同时帧周期是正弦信号周期的整
数倍，而且VCO输出的正弦信号波峰与脉冲顶点相差半个周期，即U。
[0014]同步跟踪功能中的相位跟踪电路如图所示，在脉冲捕获之后，可以利用导频子载波，采用类似于信道估计的LS算法，来纠正相位旋转。
[0015]同步跟踪功能中的LS信道估计电路主要采用了最小二乘LS信道估计算法，该算法计算相对简单且能跟踪信道的快速变化。它是利用室内信道延迟时间短的特性，只保留信道序列前部的有效样值，而将尾部的噪声项全部截去，从而最大限度地减少噪声的影响，提高信道估计的精度，然后与数据符号中的导频信号联合估计，跟踪信道的变化，提高信道估计的性能。
[0016]同步跟踪功能中的帧捕获电路比较简单，帧同步码采用短Barker码。序列1110010是一个码长为7的经典Barker码。Barker码具有尖锐单峰特性，在此基础上Barker码识别器是比较容易实现的。该识别器的行为可描述为:当寄存器内的码元与对应的Barker码元相同时，加法器加1，反之加法器减1，并将结果与设定的门限比较输出示位脉冲。
[0017]同步跟踪功能中的Barker码滑动电路是用Barker码相关器与判决后的信号作滑动相关，大于帧同步判决门限即判为帧同步，否则继续滑动本地Barker码直到大于门限为止。
[0018]虽然本实用新型已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。
【权利要求】
1.一种具有同步跟踪功能的超宽带系统，包括脉冲捕获电路，其特征是:所述脉冲捕获电路连接帧捕获模块，帧捕获模块连接门限比较输出示位脉冲模块，门限比较输出示位脉冲模块分别连接Barker码滑动电路和LS信道估计模块，所述Barker码滑动电路的另一端连接帧捕获模块，LS信道估计模块连接相位跟踪模块，相位跟踪模块连接脉冲捕获电路。
2.根据权利要求1所述的具有同步跟踪功能的超宽带系统，其特征是:所述脉冲捕获电路接收信号的信号接收器，信号接收器依次连接低通滤波器、信号清零模块、采样模块和比较判决控制模块，比较判决控制模块连接电压控制电路。
【文档编号】H04L7/033GK203708264SQ201420093222
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】徐啸涛, 陈丽琴 申请人:浙江机电职业技术学院