[发明专利]用于超宽带通信系统的快速同步的实现方法

权利要求书

1.一种用于超宽带无线通信系统的快速同步的实现方法，是基于能量获取的同步方法，其特征在于：该方法根据接收信号的能量分布特点，进行循环往复的时长减半的能量“比较-选择-修正”处理，以实现同步；也就是该方法利用超宽带通信系统的信号结构特点，先截取一个符号的时间长度，将该符号的时长均分成两段，并比较该两段时长相等的信号的能量大小，选择其中能量较大的一段，保留作为下一步继续比较能量的范围；然后将该选中的1/2符号时长的信号再分成等长的两段，继续比较它们的能量大小，再选择其中能量较大的一段信号，保留作为继续比较的范围；以此类推，每次进行能量大小的比较和选择后，所考察的信号时长都会减半，这样，只需要经过若干次循环操作，就能找到符号头的位置，实现快速同步。

2.根据权利要求1所述的快速同步的实现方法，其特征在于：所述实现快速同步、找到符号头位置的循环操作的次数是小于十次的个位数。

3.根据权利要求1所述的快速同步的实现方法，其特征在于：所述方法包括下述步骤：

(1)系统启动，开始接收信号r(t)，以便开始同步操作：设置系统启动时间为t₀₃和同步开始时间为t_1，1＝t₀₃+T_s，即在该系统启动后，等待一个符号的时间长度之后开始进行同步操作，式中，T_s为一个符号的时间长度；

(2)初始化设置同步操作的各项参数，以便使用积分窗来获取接收信号的能量：将同步循环比较的控制参数j的初始值设置为1，且j≤M；式中，自然数M是最大循环次数，M的取值范围是式中，T_p为超宽带信号的发送脉冲宽度，为下取整操作；再根据设定的同步循环比较的控制参数j的数值，决定积分窗的宽度w_j：w_j＝T_s/2^j；最后，设定相应的同步修正间隔值Δ_j：Δ_j＝w_j/2；

(3)将一个符号时长的信号均分成两段，分别进行能量获取的计算：将两个宽度都为w_j的积分窗左右相邻放置，分别加在同步开始时间t_1，1的前后两段信号上，即在t_1，1-w₁到t_1，1和t_1，1到t_1，1+w₁的两个同样时长的信号上进行积分处理，该两个积分窗的总宽度为一个符号的时间长度；得到的该左、右两个积分窗的输出信号，即其能量分别为：和

(4)进行时长减半的能量“比较-选择-修正”处理：比较两个积分窗的输出信号y_{j_left}和y_{j_right}的能量大小，即其数值大小，并选择其中能量较大的一段信号作为继续比较的范围：如果y_{j_left}＞y_{j_right}，则将继续进行同步的时间修正为t_1，j+1＝t_1，j-Δ_j；反之，如果y_{j_left}＜y_{j_right}，则将继续进行同步的时间修正为t_1，j+1＝t_1，j+Δ_j；

(5)驱动时长减半的比较操作循环进行：将同步循环比较的控制参数j加1：j＝j+1，再判断该控制参数j是否不大于最大循环次数M，如果j≤M成立，则返回执行步骤(2)的操作；否则，执行步骤(6)的操作；

(6)同步实现，且最终同步时间为t_syn：＝t_1，M+1，同步操作结束。

4.根据权利要求1或2或3所述的快速同步的实现方法，其特征在于：所述方法中进行的循环操作次数M至少是1次，最多为次，其中T_s为一个符号的时间长度，T_p为超宽带信号的发送脉冲宽度，为下取整操作；该同步循环比较的控制参数j的最大值M的数值取决于符号长度和脉冲宽度；符号长度T_s为脉冲宽度T_p的100或1000倍，因此，循环操作的次数M是小于十次的个位数。

5.根据权利要求1所述的快速同步的实现方法，其特征在于：该方法实际使用时所进行的时长减半的能量“比较-选择-修正”操作的循环次数是取决于算法的复杂度和对系统性能的不同要求。