[發(fā)明專利]超寬帶脈沖的比較檢測技術(shù)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010275511.6
• 申請日: 2010-09-08
• 公開（公告）號: CN101944927A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葛利嘉;朱林;雙濤;雷斌;陳幫富;李長勇;羅健源;盧明倫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍重慶通信學(xué)院
• 主分類號: H04B1/69
• 分類號: H04B1/69
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于信號檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及沖激脈沖超寬帶(IR-UWB)無線通信中的脈沖檢測技術(shù)。

二、背景技術(shù)

超寬帶通信是近年來發(fā)展較快的一種新型通信技術(shù)。本發(fā)明涉及的是沖激脈沖超寬帶，其根本原理是利用窄脈沖來攜帶通信信息。IR-UWB信號與正弦窄帶信號的主要區(qū)別在于攜帶信息的載體不同，IR-UWB將信息調(diào)制在脈沖信號上，而正弦窄帶系統(tǒng)則將信息調(diào)制在正弦載波信號上。

IR-UWB通信的顯著特征是發(fā)射信號在空中能夠淹沒在噪聲之中，因此IR-UWB信號很難被偵聽、截獲。同時IR-UWB信號在時域的占空比很低，具有突發(fā)性及隱蔽性等特點；在頻域方面，IR-UWB信號的頻譜遠遠寬于其它窄帶信號，這使得IR-UWB信號很難被干擾。另外，IR-UWB還具有多徑分辨率高，數(shù)據(jù)傳輸速率快等優(yōu)點。IR-UWB在無線電通信、雷達跟蹤、精確定位、成像、武器控制等眾多領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。

由于IR-UWB脈沖具有突發(fā)性，占空比較低，因此IR-UWB信號的檢測就顯得相當重要。目前研究較多的是脈沖的相關(guān)檢測、自相關(guān)檢測、基于能量的非相關(guān)檢測和邊沿門限檢測等方法。這些脈沖檢測方法都具有各自的優(yōu)點，但總的來說，這些方法都要用到門限判決，而門限的選擇將對通信質(zhì)量具有很大的影響，特別是當信噪比等信道參數(shù)不停變化時影響更為明顯。因此，找到一種不依賴于門限的脈沖檢測方法是非常有益的。

三、發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種實現(xiàn)簡單、性能優(yōu)良的脈沖檢測方法，要克服脈沖檢測方法必須依賴門限來進行判決的缺陷，從而來提高IR-UWB通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量及抗干擾性能。

該發(fā)明基于脈沖相關(guān)檢測法。脈沖相關(guān)檢測法的基本原理如下：將接收到的信號進行放大濾波等處理后，與本地產(chǎn)生的已知脈沖模板信號作滑動相關(guān)，然后進行積分運算。在已經(jīng)同步的前提下，對積分后的信號在對應(yīng)位置采樣，最后與門限值作比較進行判決。

下面具體介紹本發(fā)明的內(nèi)容。本發(fā)明僅適用于欲調(diào)制的信號為二進制(0-1)信息時的情況。

本發(fā)明最重要的思想是：在信號調(diào)制時，根據(jù)二進制信息的不同，對脈沖本來應(yīng)該出現(xiàn)的位置進行向左或向右的偏移一定距離。當解調(diào)時，將接收信號與本地產(chǎn)生的已知脈沖模板信號作滑動相關(guān)，并進行積分運算后，只需在原采樣位置的左和右兩個位置進行采樣，再對兩個采樣值進行大小比較，即可簡單的不需要門限就作出判決。

針對不同調(diào)制方式時有無正負脈沖的情況，下面分別介紹兩種處理方法。

當調(diào)制時要求都為正脈沖的IR-UWB通信時，只需根據(jù)二進制信息的不同，在左或右兩個位置中選擇一個位置調(diào)制一個正脈沖即可，而另一個位置不發(fā)脈沖。解調(diào)時方法與上相同。

當調(diào)制時允許有負脈沖時，可根據(jù)二進制信息的不同，對某一種二進制信息，在左或右兩個位置中選擇一個位置調(diào)制一個正脈沖，而另一個位置調(diào)制一個負脈沖即可；對另一種二進制信息，將脈沖的正負反過來發(fā)即可。解調(diào)方法與上相同。這種情況的特征是一比特信息要發(fā)射兩個極性相反的脈沖，雖然多用了一個脈沖的能量，但對噪聲干擾的改善是明顯的。

本發(fā)明雖然只提出了上面兩種情況，但絕不限于上面的情況，其最重要的特征是利用了兩個采樣位置的采樣值進行比較判決，避免了門限判決的缺陷。

該發(fā)明可用于脈沖位置調(diào)制(PPM)、脈沖幅度調(diào)制(PAM)、及與跳時(TH)、直擴(DS)技術(shù)相互組合產(chǎn)生的更多種IR-UWB調(diào)制方式，并且對于多脈沖調(diào)制的檢測也適用。

從上面可以看到，本發(fā)明的脈沖檢測方法實現(xiàn)簡單，不用設(shè)置門限就可以檢測出脈沖，對IR-UWB通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量及抗干擾性能有顯著提高。

四、附圖說明

圖1是跳時脈沖位置調(diào)制(TH-PPM)示意圖

圖2是當調(diào)制只有正脈沖時，本發(fā)明結(jié)合TH-PPM調(diào)制時所得的調(diào)制信號

圖3是本發(fā)明對應(yīng)的解調(diào)原理圖

圖4是當調(diào)制只有正脈沖時，對應(yīng)的比較判決方法

圖5是當有負脈沖時，本發(fā)明結(jié)合TH-PPM調(diào)制時所得的調(diào)制信號

圖6是當有負脈沖時，對應(yīng)的比較判決方法

五、具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作一個說明。

圖1給出了采用TH-PPM調(diào)制的信號圖。圖中虛線表示共調(diào)制了六個信息比特，每個比特采樣點數(shù)為100個點，一個脈沖寬度的采樣點數(shù)為13個點，跳時碼為(20?35?50?27?40?37)。可以看到，TH-PPM調(diào)制時脈沖在每一比特中出現(xiàn)的位置是非規(guī)則的，而是由跳時碼控制的。