[發明專利]在超寬帶系統中利用分數傅立葉域估計時鐘頻偏的方法

有效

• 申請號: 200810064467.7
• 申請日: 2008-05-09
• 公開（公告）號: CN101267423A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發明（設計）人: 沙學軍;張欣宇;張中兆;吳少川;高玉龍;徐玉濱;孟維曉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 張果瑞

技術領域

本發明涉及一種無線通信中的同步技術，具體涉及一種分數域輔助的估計超寬帶系統時鐘頻偏的方法。

背景技術

時鐘頻率偏移(以下簡稱為時鐘頻偏)是指由晶振產生的真實的時鐘受到外界環境影響，而產生本地時鐘頻率漂移的現象，主要表現為收發端時鐘頻率的偏差。在物理層采用超寬帶窄脈沖的無線分布式網絡中，時鐘頻偏是網絡層時間同步研究的重要問題。在網絡層進行時鐘頻偏估計的時候，不可避免的會帶來極大的網絡開銷且算法結構復雜。

發明內容

本發明為解決網絡層中頻偏估計所帶來的網絡開銷大、算法結構復雜的問題，提供一種在超寬帶系統中利用分數傅立葉域估計時鐘頻偏的方法。本發明由以下步驟實現：

步驟一、發射端超寬帶脈沖波形產生器產生超寬帶脈沖波形，通過發射端跳時碼編碼器編碼后，由PPM調制器對信息源輸出的高斯超寬帶脈沖信息c(t)進行調制，調制輸出的超寬帶脈沖信號的形式為?其中p(t)為高斯類脈沖波形，T_s為幀周期，T_c為碼片周期，C_j是偽隨機跳時碼，a是二進制序列代表PPM的調制信息，A₁表示超寬帶信號的幅度；同時，由切普信號產生器產生切普信號s′₂(t)＝A₂·cos(2πf₀t+kπt²)，其中，f₀和k分別代表切普信號的中心頻率及頻率變化率，A₂表示切普信號的幅度，利用延時器將切普信號產生器產生的切普信號s′₂(t)相對于超寬帶信號s₁(t)的每一幀的幀頭延時T₁得到延時后的切普信號s₂(t)；

步驟二、將超寬帶信號s₁(t)與延時后的切普信號s₂(t)相加得到發射信號s(t)，并由發送端天線發射；

步驟三、接收端天線接收信號經濾波器濾波后分為兩路信號r(t)處理；

步驟四、根據發射端產生的切普信號s₂(t)的f₀和k，選擇具有最佳能量聚集的分數階p，一路信號r(t)進行離散p階分數傅立葉變換，得到p階分數傅立?葉變換信號f_p(u)，在分數域上，通過分數域門限檢測器對p階分數傅立葉變換信號f_p(u)進行門限檢測，輸出第一個超過門限的分數域沖擊函數的峰值位置U₁，根據分數域沖擊函數的峰值位置U₁，通過分數域-時域位置變換器得到對應的時域切普信號中心位置t₀，通過量綱歸一化去除器去除t₀的量綱歸一化，得到真實的切普信號時域中心位置t′₀；同時，由接收端超寬帶脈沖波形產生器產生與發射端相同的超寬帶脈沖波形，然后將該超寬帶脈沖波形通過接收端跳時碼編碼器進行編碼，模板信號產生器再根據接收端跳時碼編碼器的輸出編碼產生模板信號與另一路信號r(t)相關，得到的信號通過時域超寬帶脈沖捕獲器以獲得時域超寬帶脈沖信號r`(t)，然后由幀頭位置判定器確定r`(t)的幀頭所在位置T₀；

步驟五、通過定時間隔判決器判定切普信號的時域中心位置t′₀與超寬帶脈沖信號幀頭所在位置T₀的時間間隔T₂，其中T₂＝t′₀-T₀；

步驟六、將T₂輸入到估計相對頻偏器，根據幀頭延時T₁得到接收端和發射端的時鐘相對頻偏的估計：a1=T2T1.]]>