[发明专利]同步捕获装置及同步捕获方法

说明书

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^-11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，由于脉冲持续时间极短，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(dwellinterval 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阈值时，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、加法器及阈值比较器等。 

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)。 

[专利文献1]日本专利申请特开平6-74237号公报 

[非专利文献1]″Rapid acquisition for ultra-wideband localizers″，Robert Fleming，Cherie Kushner，Gary Roberts，Uday Nandiwada，IEEE UWBST2002，May 2002 

[非专利文献2]″Rapid acquisition of ultra-wideband signals in the dense multipath channel″，Eric A.Homier，Robert A.Scholtz，IEEE UWBST2002，May 2002 

[非专利文献3]″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 

[非专利文献4]″Ultrawide bandwidth Time-Hopping Spread Spectrum Impulse Radio for wireless multiple-access communications″，M.Z.Win，R.A.Scholtz，IEEE Transaction on Communications，vol.48，pp.679-691，April 2000 

发明内容