一种超宽带信道的估计方法与流程

本发明涉及一种超宽带信道的估计方法，属于无线通信。

背景技术：

1、超宽带(ultra-wideband,uwb)是一种短距离无线通信方式。作为当前热门的无线通信技术，超宽带通信在室内测距定位领域具有广泛的应用前景。超宽带通信的主要应用场景为室内，尽管超宽带通信尽管具有高速率、高性能、低功耗、低成本、易数字化等诸多优点，但是由于室内复杂环境存在严重的多径效应，超宽带信号分量经过不同传播路径到达接收机的时间不同，会产生多径时延和符号间干扰，进而影响接收性能和定位应用中的精确度，严重制约超宽带通信的进一步发展。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种超宽带信道的估计方法，用于解决多径信道导致超宽带信号接收性能和定位精度差的问题。

2、本发明为解决上述技术问题而提供一种超宽带信道的估计方法，该估计方法包括以下步骤：

3、1)将接收到的uwb信号与预定的本地前导码序列进行相关计算，得到前导cir子估计；

4、2)对前导cir子估计进行累加合并处理，得到前导cir粗估计，并对前导cir粗估计进行处理以得到前导cir精估计；

5、3)将得到的前后两个前导cir精估计进行相似度比较，得到前导cir最优估计；

6、4)根据前导最优估计确定信道状态。

7、进一步地，所述步骤1)采用滑动互相关来实现uwb信号与预定的本地前导码序列的相关计算。

8、进一步地，所述步骤2)中的前导cir精估计是采用滑动窗口对前导cir粗估计进行加窗截断处理得到。

9、进一步地，所采用的滑动窗口为前导cir粗估计中功率最大的滑动窗口。

10、进一步地，所述前导cir精估计采用的计算公式为：

11、

12、其中cirj(n)为第j个前导cir精估计，为滑动窗口最大功率位置索引，w为滑动窗口长度，accj(n)为第j个前导cir粗估计。

13、进一步地，所述步骤3)中将前后两个前导cir精估计分别作为前导cir第一精估计和前导cir第二精估计，前导cir最优估计的确定过程为：

14、计算前导cir第一精估计cirj-1(n)和前导cir第二精估计cirj(n)的相关系数rj：

15、

16、其中，*为取复共轭，|·|为复数取模，w为滑动窗口长度；

17、根据相关系数rj来计算前导cir最优估计。

18、进一步地，当相关系数大于相关系数阈值时，根据前导cir第一精估计和前导cir第二精估计计算前导cir最优估计；当相关系数不大于相关系数阈值时，将前导cir第二粗估计替换前导cir第一粗估计作为新的前导cir第一粗估计。

19、进一步地，所述的前导cir最优估计为前导cir第一精估计和前导cir第二精估计的累加和的平均值。

20、进一步地，所述步骤4)通过计算当前接收uwb信号的前导cir最优估计与下一接收uwb信号的前导cir最优估计作为信道状态相关系数，根据该信道状态相关系数判断信道当前状态。

21、进一步地，当信道状态相关系数大于等于信道状态阈值时，则说明当前信道处于稳定状态，当信道状态相关系数小于信道状态阈值时，则说明当前信道发生改变。

22、本发明的有益效果是:本发明通过相关计算前导cir子估计实现初步信道估计，利用前导cir子估计进行累加合并计算前导cir粗估计，降低随机噪声和突发性干扰对信道估计的影响，对前导cir粗估计进行滑动加窗处理搜索前导cir精估计，通过比较前后两个前导cir精估计相似度计算前导cir最优估计，进一步提高信道估计可靠性，实现了超宽带通信环境下对多径信道的准确、可靠估计，可以有效提高接收性能和超宽带定位精度，节约接收机成本。

技术特征：

1.一种超宽带信道的估计方法，其特征在于，该估计方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的超宽带信道的估计方法，其特征在于，所述步骤1)采用滑动互相关来实现uwb信号与预定的本地前导码序列的相关计算。

3.根据权利要求1所述的超宽带信道的估计方法，其特征在于，所述步骤2)中的前导cir精估计是采用滑动窗口对前导cir粗估计进行加窗截断处理得到。

4.根据权利要求3所述的超宽带信道的估计方法，其特征在于，所采用的滑动窗口为前导cir粗估计中功率最大的滑动窗口。

5.根据权利要求4所述的超宽带信道的估计方法，其特征在于，所述前导cir精估计采用的计算公式为：

6.根据权利要求1所述的超宽带信道的估计方法，其特征在于，所述步骤3)中将前后两个前导cir精估计分别作为前导cir第一精估计和前导cir第二精估计，前导cir最优估计的确定过程为：

7.根据权利要求6所述的超宽带信道的估计方法，其特征在于，当相关系数大于相关系数阈值时，根据前导cir第一精估计和前导cir第二精估计计算前导cir最优估计；当相关系数不大于相关系数阈值时，将前导cir第二粗估计替换前导cir第一粗估计作为新的前导cir第一粗估计。

8.根据权利要求7所述的超宽带信道的估计方法，其特征在于，所述的前导cir最优估计为前导cir第一精估计和前导cir第二精估计的累加和的平均值。

9.根据权利要求6所述的超宽带信道的估计方法，其特征在于，所述步骤4)通过计算当前接收uwb信号的前导cir最优估计与下一接收uwb信号的前导cir最优估计作为信道状态相关系数，根据该信道状态相关系数判断信道当前状态。

10.根据权利要求9所述的超宽带信道的估计方法，其特征在于，当信道状态相关系数大于等于信道状态阈值时，则说明当前信道处于稳定状态，当信道状态相关系数小于信道状态阈值时，则说明当前信道发生改变。

技术总结
本发明涉及一种超宽带信道的估计方法，属于无线通信技术领域。本发明通过相关计算前导CIR子估计实现初步信道估计，利用前导CIR子估计进行累加合并计算前导CIR粗估计，降低随机噪声和突发性干扰对信道估计的影响，对前导CIR粗估计进行滑动加窗处理搜索前导CIR精估计，通过比较前后两个前导CIR精估计相似度计算前导CIR最优估计，进一步提高信道估计可靠性，实现了超宽带通信环境下对多径信道的准确、可靠估计，可以有效提高接收性能和超宽带定位精度，节约接收机成本。

技术研发人员：孙胤杰
受保护的技术使用者：深圳智微电子科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10