[发明专利]用于超宽带通信系统的快速同步的实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于超宽带无线通信系统的快速同步的实现方法，属于无线通信系统的信号检测与估计技术领域。

背景技术

近年来，尤其是2002年美国联邦通信委员会(FCC)发布了超宽带谱限后(参见《Ultra-wide bandwidth time-hopping spread-spectrum impulse radiofor wireless multiple-access communications》IEEE Trans.Commun.，Apr.2000，vol.48)，作为最前沿的无线短距离通信技术之一，超宽带技术得到了越来越多的关注和迅速的发展。典型的超宽带系统是通过发送纳秒级宽度的脉冲来传送信号，每个符号由若干个帧组成，每个帧中只发送一个脉冲(参见《Ultra-wide bandwidth time-hopping spread-spectrum impulse radio forwireless multiple-access communications》IEEE Trans.Commun.，Apr.2000，vol.48)。这种信号的占空比很小，因此，在室内多径信道环境下，如何实现高速、低复杂度且高性能的同步技术便成为一个巨大的技术挑战。

众所周知，同步的概念有两种：一种概念是发射机和接收机同时开机，将传播时延认为同步参数(参见《Synchronization algorithms for UWB signals》IEEE Trans.Wireless Commun.，Feb 2006，vol.54，no.2)；另一种概念是允许接收机在任意时刻开始接收，试图找到每个帧的开始或每个符号的开始，即实现帧同步和符号同步(参见《Blind UWB timing with a dirty template》inProc.Int.Conf.Acoust.，Speech，Signal Process.，vol.4，2004)。显然，第二种定义更符合实际状况。本发明方法就是基于第二种定义的同步技术。

现有的超宽带技术的同步方法大致可以分为以下几大类：一、用本地模板对接收信号做相关处理，找出其中的最大值(参见《Rapid acquisition ofultra-wideband signals in the dense multipath channel》in Proc.IEEE Conf.Ultra Wideband Syst.Technol.，May 2002)，由于查找最大值的范围非常大，所以该方法的计算量大、复杂度高。二、将接收信号的相邻两段信号做相关处理，找出最大值(参见《Blind UWB timing with a dirty template》in Proc.Int.Conf.Acoust.，Speech，Signal Process.，vol.4，2004)，由于该方法的计算是以有噪声的信号为模板，使得其对噪声很敏感，不易获得准确结果。三、利用同步联合信道估计方法实现的，即先帧同步，后符号同步，并且在同步的同时得到信道的参数(参见《Synchronization and channel estimation for UWBsignals》in Proc.IEEE Globecom，vol.2，Dec.2003)，该方法的计算精确度高，但相应的复杂度更是极高。总之，通信领域的同步方法有成千上万种，无法一一列举，上述几种方法只是最常见的超宽带技术的同步方法，它们的共同缺点是其获取速度太慢，通常的计算方法都需要经过几百、乃至几千个符号才能达到同步。因此，如何寻求一种高性能、低复杂度的同步算法至今仍然是业内人士都在探求解决的热点问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种用于超宽带无线通信系统的快速同步的实现方法，该方法能够大大降低信号检测时的搜索和计算的复杂度，同时保持较低的传输误码率，具有很好的应用前景。