[发明专利]一种超宽带无线电的快速时延估计算法

权利要求书

1.一种超宽带无线电的快速时延估计算法，其特征是，该方法为：首先通过接收信号强度进行粗粒度的时延估计，然后通过基于符号采样率的相关运算估计精确的时延。

2.根据权利要求1所述超宽带无线电的快速时延估计算法，它的具体步骤是：

1)建立系统模型

信道模型h(t)为：

h(t)=Σl=1Lαlδ(t-(l-1)Tc-τToA)]]>

其中L为总多径数，α_l为每个多径的衰减因子，δ(t)为冲激函数，T_c为码片时间，τ_ToA为时延，l表示第l个多径，

接收信号r(t)为：

r(t)=ϵΣl=1Lαlsrx(t-(l-1)Tc-τToA)+n(t)]]>

其中

srx(t)=Σk=-∞+∞b|k/Nf‾|p(t-kTf-ckTc)]]>

其中p(t)为发射脉冲，T_f为帧的持续时间，c_k∈{0，1，…，N_c-1}为跳时码，N_c＝T_f/T_c为一帧内的码片数，是信息比特，s_rx(t)为接收机处的接收函数，n(t)为噪声序列，表示信号的能量；

2)将帧分组，令τ_ToA＝k_bT_b+k_cT_c，即将时延分解为分组时延与码片时延之和，并收集每个分组的能量，通过收集N₁帧内每个分组的能量以此作为决策变量，即：

Yi,j=∫jTf+iTb+cjTcjTf+(i+1)Tb+cjTc|r(t)|2dt]]>

Yi=Σj=0N1-1Yi,j;]]>

T_b为每个分组的时间，Y_i，j为第j个帧内第i个分组的能量，Y_i表示N₁帧内第i个分组的能量，r(t)为接收到的信号，c_j为第j个帧的跳时码，k_b表示到达信号所在的分组位置，k_c表示到达信号所在的码片位置；

3)根据最大能量原则，估计第一条路径信号所在的分组，即：

k^b=argmax0≤i≤Nb-1Yi;]]>

N_b为总的分组个数

4)确定时延估计范围，估计出粗粒度的到达时间，再估计k_c∈[0，B-1]，搜索区间为k：

k∈[k^bB-M,(k^b+1)B-1];]]>

B是每一个分组拥有的码片个数。M为向左进行的延拓的码片个数；

5)估计相关模板，给定K₁个符号观测时间，则集成信道分量相关模板为：

p^R(t;τ1)=(1/K1)Σk=0K1r(t+kTs),t∈[0,Ts];]]>

K₁是一个自行设定的参数，T_s是一个信息比特的时间(一个信息比特用N_s个脉冲表示)，t表示时间，τ₁表示模板的延时参数；

再将进行周期延拓，则得到相关掩模：

p^~R(t;τ1)=Σk=0∞p^R(t+kTs;τ1)]]>

6)基于符号采样率的相关输出的精确时延估计，相关输出为U_k(i)：

Uk(i)=∫iTc+kTsiTc+kTs+TRr(t)p~^R(t;τ1)dt,k=0,···,K,i∈[ns,ne]]]>

T_R是信号的支撑域，设ns=k^bB-M,]]>ne=(k^b+1)B-1,]]>n_s表示第n_s个码片，为n_e表示第n_e个码片；

精确的时延估计为：

i^=argmaxi∈[ns,ne]E{Uk2(i)}]]>

于是，在第k_b个分组内的精确的时延kc=i^]]>其中E为求均值运算符。