一种用于UWB通信的采样频偏补偿控制方法和控制系统与流程

本发明涉及一种用于uwb通信的采样频偏补偿控制方法和控制系统，属于无线通信领域。

背景技术：

1、随着无线通信技术的快速发展，超宽带(uwb)通信因其极高的数据传输速率、极低的功耗、良好的穿透力以及微弱的电磁干扰，已经广泛应用于短距离无线通信、室内定位、雷达探测等领域。然而，在uwb通信系统中，由于各种因素(如制程变差、温度漂移、供电电压变化等)导致的采样频率偏差可能会严重影响通信质量。尤其在高速、高精度的数据传输场景中，采样频偏补偿的问题尤为重要。

2、传统的采样频偏补偿方法通常涉及复杂的硬件电路或高计算负荷的软件算法，这使得它们在许多实际应用中无法满足效率、功耗和成本等方面的要求。实际上，通常需要对功耗和面积进行艰难的权衡，因为低功耗的设计往往会增加电路的面积，反之，面积小的设计可能会增加功耗。此外，这些方法可能无法适应高速和宽带的uwb通信场景。

3、因此，有必要开发一种用于uwb通信的采样频偏补偿控制方法和控制系统，这种方法应该在实现高效补偿的同时，满足低功耗和小面积的要求，以应对uwb通信系统中采样频偏的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种用于uwb通信的采样频偏补偿控制方法和控制系统，用以解决现有的采样频偏补偿在实现高效补偿的同时、难以满足低功耗和小面积要求的问题。

2、为实现上述目的，本发明的方案包括：

3、本发明的一种用于uwb通信的采样频偏补偿控制方法，包括如下步骤：

4、获取采样频偏的相对偏差；待补偿的输入数据分四路输入输入缓存单元，并根据输入数据的个数作为输入缓存位置；

5、根据sinc插值算法基于相对偏差对四路输入数据分别计算得到四路插值单元的待插值点位置及其对应的查找表位置；

6、若输入缓存位置达到四路插值的最后一个待插值点位置时，将对应的输入数据和根据查找表位置得到的查找表系数输出给对应的插值单元；各个插值单元对对应的输入数据和查找表系数进行乘加计算后，对应输出四路补偿后的数据。

7、本发明通过四路输入四路输出，共用同一输入缓存单元，利用sinc插值方法提供精确和高效的频偏补偿。本发明的四路并行满足高速的数据吞吐率要求,同时考虑集成电路实现和低功耗需求。

8、进一步地，将最后一路输入数据的查找表位置及其对应的查找表内容进行缓存，根据缓存的查找表位置及其对应的查找表内容得到历史查找表系数，下一轮前三路输入数据对应的插值单元根据对应的输入数据和历史查找表系数进行补偿。

9、本发明通过缓存最后一路输入数据的查找表位置及其对应的查找表内容，根据缓存的查找表位置及其对应的查找表内容得到历史查找表系数，下一轮前三路输入数据对应的插值单元能够根据对应的输入数据和历史查找表系数进行补偿，减少了查找表的使用，降低了系统的功耗。

10、进一步地，通过如下步骤确定待插值点位置：计算累加的相对偏差，对累加的相对偏差值进行四舍五入取整数部分，整数部分加上当前输出点的坐标位置，得到待插值点位置。

11、本发明通过计算累加的相对偏差，对累加的相对偏差值四舍五入后取整数部分，将整数部分和当前输入缓存位置相加得到待插值点位置。

12、进一步地，通过如下步骤确定查找表位置：对对应的累加的相对偏差值进行四舍五入取小数部分，小数部分作为查找表位置。

13、本发明通过对对应的累加的相对偏差值四舍五入后取小数部分，将小数部分作为查找表位置。

14、进一步地，当输入缓存单元中的输入缓存位置未达到最后一个待插值点位置时，暂停乘加计算。

15、当本发明的输入缓存单元中的输入缓存位置未达到最后一个待插值点位置时，暂停乘加计算，避免无效计算。

16、进一步地，当输入缓存位置小于下个时刻的待插值点位置时，输入数据向输入缓存单元填充。

17、当本发明的输入缓存位置小于下个时刻的待插值点位置时，输入数据向输入缓存单元填充，即当输入缓存位置大于或等于下个时刻的待插值点位置时，输入数据不再向输入缓存单元填充，避免之前的输入数据被后面进来的数据刷掉。

18、本发明的一种用于uwb通信的采样频偏补偿控制系统，包括：

19、输入缓存单元，用于缓存四路输入的待补偿的输入数据；

20、控制模块，用于根据sinc插值算法基于相对偏差对四路输入数据分别计算得到四路插值单元的待插值点位置及其对应的查找表位置；若输入缓存位置达到四路插值的最后一个待插值点位置时，将对应的输入数据和根据查找表位置得到的查找表系数输出给对应的插值单元；

21、四路插值单元，分别用于接收对应的输入数据和根据查找表位置得到的查找表系数，并对对应的输入数据和查找表系数进行乘加计算后，对应输出四路补偿后的数据。

22、本发明通过四路输入四路输出，共用同一输入缓存单元，利用sinc插值方法提供精确和高效的频偏补偿。本发明的四路并行满足高速的数据吞吐率要求,同时考虑集成电路实现和低功耗需求。

23、进一步地，还包括：历史查找缓存，用于缓存最后一路输入数据的查找表位置及其对应的查找表内容，以使控制模块根据缓存的查找表位置及其对应的查找表内容得到历史查找表系数，下一轮输入数据的前三路输入数据对应的插值单元根据对应的输入数据和历史查找表系数进行补偿。

24、本发明通过在历史查找缓存中缓存最后一路输入数据的查找表位置及其对应的查找表内容，使得控制模块根据缓存的查找表位置及其对应的查找表内容得到历史查找表系数，下一轮前三路输入数据对应的插值单元能够根据对应的输入数据和历史查找表系数进行补偿，减少了查找表的使用，降低了系统的功耗。

25、进一步地，通过如下步骤确定待插值点位置：计算累加的相对偏差，对累加的相对偏差值进行四舍五入取整数部分，整数部分加上当前输出点的坐标位置，得到待插值点位置；通过如下步骤确定查找表位置：对对应的累加的相对偏差值进行四舍五入取小数部分，小数部分作为查找表位置。

26、本发明通过计算累加的相对偏差，对累加的相对偏差值四舍五入后取整数部分，将整数部分和当前输入缓存位置相加得到待插值点位置。本发明通过对对应的累加的相对偏差值四舍五入后取小数部分，将小数部分作为查找表位置。

27、进一步地，当输入缓存单元中的输入缓存位置未达到最后一个待插值点位置时，暂停乘加计算；当输入缓存位置小于下个时刻的待插值点位置时，输入数据向输入缓存单元填充。

28、当本发明的输入缓存单元中的输入缓存位置未达到最后一个待插值点位置时，暂停乘加计算，避免无效计算。当本发明的输入缓存位置小于下个时刻的待插值点位置时，输入数据向输入缓存单元填充，即当输入缓存位置大于或等于下个时刻的待插值点位置时，输入数据不再向输入缓存单元填充，避免之前的输入数据被后面进来的数据刷掉。

技术特征：

1.一种用于uwb通信的采样频偏补偿控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的用于uwb通信的采样频偏补偿控制方法，其特征在于，将最后一路输入数据的查找表位置及其对应的查找表内容进行缓存，根据缓存的查找表位置及其对应的查找表内容得到历史查找表系数，下一轮前三路输入数据对应的插值单元根据对应的输入数据和所述历史查找表系数进行补偿。

3.根据权利要求1所述的用于uwb通信的采样频偏补偿控制方法，其特征在于，通过如下步骤确定待插值点位置：计算累加的相对偏差，对累加的相对偏差值进行四舍五入取整数部分，所述整数部分加上当前输出点的坐标位置，得到所述待插值点位置。

4.根据权利要求3所述的用于uwb通信的采样频偏补偿控制方法，其特征在于，通过如下步骤确定查找表位置：对对应的累加的相对偏差值进行四舍五入取小数部分，所述小数部分作为查找表位置。

5.根据权利要求1所述的用于uwb通信的采样频偏补偿控制方法，其特征在于，当所述输入缓存单元中的输入缓存位置未达到最后一个待插值点位置时，暂停所述乘加计算。

6.根据权利要求1或5所述的用于uwb通信的采样频偏补偿控制方法，其特征在于，当所述输入缓存位置小于下个时刻的待插值点位置时，输入数据向输入缓存单元填充。

7.一种用于uwb通信的采样频偏补偿控制系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的用于uwb通信的采样频偏补偿控制系统，其特征在于，还包括：历史查找缓存，用于缓存最后一路输入数据的查找表位置及其对应的查找表内容，以使控制模块根据缓存的查找表位置及其对应的查找表内容得到历史查找表系数，下一轮前三路输入数据对应的插值单元根据对应的输入数据和所述历史查找表系数进行补偿。

9.根据权利要求7所述的用于uwb通信的采样频偏补偿控制系统，其特征在于，通过如下步骤确定待插值点位置：计算累加的相对偏差，对累加的相对偏差值进行四舍五入取整数部分，所述整数部分加上当前输出点的坐标位置，得到所述待插值点位置；通过如下步骤确定查找表位置：对对应的累加的相对偏差值进行四舍五入取小数部分，所述小数部分作为查找表位置。

10.根据权利要求7所述的用于uwb通信的采样频偏补偿控制系统，其特征在于，当所述输入缓存单元中的输入缓存位置未达到最后一个待插值点位置时，暂停所述乘加计算；当所述输入缓存位置小于下个时刻的待插值点位置时，输入数据向输入缓存单元填充。

技术总结
本发明涉及一种用于UWB通信的采样频偏补偿控制方法和控制系统，属于无线通信领域；包括获取采样频偏的相对偏差；待补偿的输入数据分四路输入输入缓存单元，并根据输入数据的个数作为输入缓存位置；根据Sinc插值算法基于相对偏差对四路输入数据分别计算得到四路插值单元的待插值点位置及其对应的查找表位置；若输入缓存位置达到四路插值的最后一个待插值点位置时，将对应的输入数据和根据查找表位置得到的查找表系数输出给对应的插值单元；各个插值单元对对应的输入数据和查找表系数进行乘加计算后，对应输出四路补偿后的数据。本发明通过四路输入四路输出，共用同一输入缓存单元，利用sinc插值方法提供精确和高效的频偏补偿。

技术研发人员：黄雄科
受保护的技术使用者：深圳智微电子科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16