应用于超宽带信号传输的单比特频偏测量方法及相关设备与流程

本技术涉及电子设备通信领域，具体涉及一种应用于超宽带信号传输的单比特频偏测量方法及相关设备。

背景技术：

1、随着科技的发展，以无线局域网、无线传感网络和短距无线通信技术为基础的室内定位技术越来越得到人们的重视，也给人们的日常生活和工作带来巨大的便利。

2、其中，超宽带定位技术以其自身的特点在室内定位技术方案中占据极大的优势。宽带频谱范围极宽，平均发射功率低；超宽带信号有着极高的时间分辨率，具有良好的抗多径能力；超宽带信号穿透力强，适用于障碍物较多的室内环境；超宽带的脉冲宽度很窄，能够达到纳秒或者亚纳秒级，超宽带定位的理论精度可以达到厘米级甚至是毫米级。因此，超宽带定位技术在室内定位技术方案中极具竞争力。

3、通过超宽带技术可以实现信号的超高速传输，但信号传输的过程中，功率消耗较大，若使用1比特模数转换器对超宽带信号进行单比特采样，则可有效降低功率的消耗。但对于超宽带信号单比特采集的信号在传输过程中的信号分析，尤其是频偏分析，是一个棘手的问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种应用于超宽带信号传输的单比特频偏测量方法、装置、存储介质及电子设备，可以有效地计算出单比特采集超宽带信号的频偏。

2、在本技术的第一方面提供了一种应用于超宽带信号传输的单比特频偏测量方法，应用于超宽带信号接收装置，所述方法包括：

3、接收超宽带信号发射装置发送的超宽带信号，并对所述超宽带信号进行单比特采样，得到第一前导码序列；

4、对本地序列进行插零值处理，得到第二前导码；

5、获取若干组所述第二前导码叠加产生的联合前导码，将所述联合前导码与所述第一前导码进行卷积，得到互相关序列；

6、对所述第一前导码进行第一局部窗脉冲响应估计，得到峰值窗功率点；

7、将所述峰值窗功率点与所述互相关序列进行相似度比对，得到多个高度相似信号；

8、通过所述多个高度相似信号计算所述超宽带信号的频偏。

9、通过采用上述技术方案，对接收到的超宽带信号进行单比特采样，得到第一前导码，并对本地序列进行插零值处理，得到与第一前导码同步的第二前导码，以便将若干组第二前导码叠加产生的联合前导码与第一前导码进行卷积，得到互相关序列，对第一前导码进行局部窗脉冲响应估计，得到峰值窗功率点，将峰值窗功率点与互相关序列进行相似度比对，得到多个高度相似信号，通过高速相似信号求得频偏，可有效地计算出单比特采集超宽带信号的频偏。

10、可选的，所述获取若干组所述第二前导码叠加产生的联合前导码，包括：

11、判断所述超宽带信号的信噪比质量是否达到预设标准值；

12、若所述信噪比质量达到所述预设标准值时，采用1至2组所述第二前导码叠加产生所述联合前导码；

13、若所述信噪比质量未达到所述预设标准值时，采用3至4组所述第二前导码叠加产生所述联合前导码。

14、通过采用上述技术方案，当信噪比质量达到预设标准时，即信噪比高，抗噪性能较好，选用1至2组第二前导码叠加成联合前导码，以减小计算量；当信噪比质量未达到预设标准时，即信噪比低，选用3至4组第二前导码联合成联合前导码，以提高测量准确性。

15、可选的，所述对所述第一前导码进行第一局部窗脉冲响应估计，得到峰值窗功率点，包括：

16、抽取所述第一前导码中的序列作为第一序列，所述第一序列与所述第一前导码互相关且抽取点数为所述第一局部窗脉冲响应的有效点数；

17、从所述第一序列一预设位置开始搜索所述第一序列的最大峰值；

18、计算所述最大峰值产生的能量窗内和，并持续与预设最大功率点进行比较，得到最大功率点；

19、若所述最大功率点满足门限要求，则将所述最大功率点作为峰值窗功率点。

20、通过采用上述技术方案，从第一序列一预设位置开始搜索第一序列的最大峰值，减少了计算量。

21、可选的，所述计算所述最大峰值产生的能量窗内和，并持续与预设最大功率点进行比较，得到最大功率点，包括：

22、将所述最大峰值的幅值累加得到所述能量窗内和；

23、将求和器周期性检测到的所述能量窗内和与预设最大功率点持续进行比较；

24、若所述能量窗内和大于所述预设最大功率点，则将所述能量窗内和作为预设最大功率点；

25、当所述预设最大功率点满足所述门限要求时，将所述预设最大功率点作为最大功率点。

26、通过采用上述技术方案，计算最大峰值产生的能量窗内和，并持续与预设最大功率点进行比较，得到最大功率点，并将满足最大功率点作为峰值窗功率点，通过持续比较最大功率点，并把相关度较高的点累加，提高了窗值功率点计算的准确度。

27、可选的，所述若所述最大功率点满足门限要求，则将所述最大功率点作为峰值窗功率点，包括：

28、当所述最大功率点大于第一门限且最大功率比对应的峰均比大于第二门限时，确定最大功率点满足门限要求；

29、将所述最大功率点大于第一门限且最大功率比对应的峰均比大于第二门限时的最大功率点作为所述峰值窗功率点。

30、通过采用上述技术方案，判断最大功率点大于第一门限，且对应的峰均比大于第二门限，将此时的最大功率点最为峰值窗功率点，进一步提高了峰值窗功率点的准确性。

31、可选的，所述计算所述第一序列能量窗内和，并持续与预设最大功率点进行比较之后，还包括：

32、记录产生所述预设最大功率点的过程，并产生第二局部窗脉冲响应；

33、若所述第一局部窗脉冲响应与所述局部窗脉冲响应相似程度不满足预设标准，则停止搜索所述第一序列的最大峰值。

34、通过采用上述技术方案，产生关于最大功率点的第二局部窗脉冲响应，将第一局部窗脉冲响应与第二局窗脉冲响应进行相似度比较，不满足预设标准，则停止搜索第一序列的最大峰值，设置了停止条件，减小了计算量。

35、可选的，所述通过所述高度相似信号求得频偏，包括：

36、对所述高度相似信号进行解卷绕操作，得到连续的相位变化；

37、通过所述连续相位变化求得所述频偏。

38、通过采用上述技术方案，对高度相似信号进行解卷绕操作，可防止相位发生跳变，以得到连续的相位变化，提高了计算频偏的准确性。

39、在本技术的第二方面提供了一种应用于超宽带信号传输的单比特测频偏系统，应用于超宽带信号接收装置，所述系统包括：

40、信号采样模块，用于接收超宽带信号发射装置发送的超宽带信号，并对所述超宽带信号进行单比特采样，得到第一前导码序列；

41、信号插值模块，用于对本地序列进行插零值处理，得到第二前导码；

42、信号卷积模块，用于获取若干组所述第二前导码叠加产生的联合前导码，将所述联合前导码与所述第一前导码进行卷积，得到互相关序列；

43、局部估计模块，用于对所述第一前导码进行第一局部窗脉冲响应估计，得到峰值窗功率点；

44、相似度比对模块，用于将所述峰值窗功率点与所述互相关序列进行相似度比对，得到多个高度相似信号；

45、频偏计算模块，用于通过所述多个高度相似信号计算所述超宽带信号的频偏。

46、通过采用上述技术方案，对接收到的超宽带信号进行单比特采样，得到第一前导码，并对本地序列进行插零值处理，得到与第一前导码同步的第二前导码，以便将若干组第二前导码叠加产生的联合前导码与第一前导码进行卷积，得到互相关序列，对第一前导码进行局部窗脉冲响应估计，得到峰值窗功率点，将峰值窗功率点与互相关序列进行相似度比对，得到多个高度相似信号，通过高速相似信号求得频偏，可有效地计算出单比特采集超宽带信号的频偏。

47、在本技术的第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机存储介质存储有多条指令，所述指令适于由处理器加载并执行上述的方法步骤。

48、在本技术的第四方面提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器；其中，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序适于由所述处理器加载并执行上述的方法步骤。

49、综上所述，本技术包括以下至少一种有益效果：

50、1、将单比特采样后的超宽带信号得到的第一前导码与若干组插零值处理后的本地序列叠加产生的联合前导码进行卷积，得到互相关序列，对第一前导码进行局部窗脉冲响应估计得到的峰值窗功率点与互相关序列进行相似度比对，得到多个高度相似信号，通过多个高度信号便可有效计算出单比特采集的超宽带信号的频偏；

51、2、根据信噪比质量，确定组成联合前导码所用第二前导码适宜的组数，在保证准确度的同时减少了计算量；

52、3、对高度相似信号进行解卷绕操作，可防止相位发生跳变，以得到连续的相位变化，提高了计算频偏的准确性。