[發明專利]一種PSWF脈沖調制信號的抗定時抖動方法

有效

• 申請號: 201210266053.9
• 申請日: 2012-07-18
• 公開（公告）號: CN102780666A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 趙志勇;王紅星;劉錫國;陳昭男;孫小東
• 申請（專利權）人: 王紅星
• 主分類號: H04L27/00
• 分類號: H04L27/00;H04L7/033
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無線電通信中的信號處理方法，尤其涉及一種PSWF脈沖調制信號的抗定時抖動方法。

背景技術

橢圓球面波函數集(Prolate?Spheroidal?Wave?Functions，PSWF)具有時-頻域能量聚集性最佳、時域雙正交、完備、近似時限帶限、頻譜可控等優良特性，自提出伊始便受到了學術界的廣泛關注，并展現出良好的應用前景。

目前，橢圓球面波函數已在多個領域得到廣泛應用。該函數被用于小波信號分析，可以達到比sinc函數更高的時間分辨率；用于數字圖像和數字信號處理，可有效解決時間分辨率和空間分辨率矛盾，用于光學系統分析建模，具有更好的通用性；用于無線通信信道研究，可以更準確地建模高速移動通信信道和時頻選擇性衰落信道；用于通信信號設計，可以實現靈活的頻譜控制，并具有更高的頻譜效率和功率效率。

在接收端如何對PSWF脈沖信號實現有效接收是實現通信的關鍵。匹配濾波器是在高斯信道下對確知信號接收的最佳檢測器，相關接收機是其一種實現方式，可以獲得與匹配濾波器相同的輸出信噪比，該方式是在接收端產生與理想接收信號相同波形的本地模板信號，與實際接收信號進行相關檢測，根據相關結果進行判決，得到用戶的傳輸信息。

但是由于同步誤差、傳輸路徑、基準時鐘漂移等因素的影響，導致本地模板信號與接收信號之間產生隨機定時抖動，從而造成接收信噪比的損失，考慮到脈沖持續時間極短，即使是微弱的定時抖動，也會使解調性能迅速下降。

如何消除定時抖動，實現本地模板信號與接收信號之間的準確對準，是提高通信系統可靠性的重要手段。關于脈沖調制信號的定時抖動問題，目前解決方法主要有兩類。一類方法是基于矩陣理論在發射端根據定時抖動大小對脈沖信號進行預修正，以增強信號的抗定時抖動能力，但該方法并不能根據通信系統環境實時修正定時抖動大小(見文獻：Giuseppe?Thadeu?Freitas，Ryuji?Kohno.Design?of?jitter-robust?orthogonal?pulses?for?UWB?systems[C].IEEE?Globecom?2003，SF?USA，2003，739-743)。另一類方法是基于估計理論，根據接收信號估計定時抖動的概率分布特性以修正本地模板信號，實時性好，但該方法結構較復雜、運算量大(見文獻：Zhang?Bing，Li?Baoxue，Fei?Yuanchun.An?UWB?receiver?structure?with?improved?performance?in?timing?jitter?sensitivity[C].2009?3rd?IEEE?International?Symposium?on?Microwave，Antenna，Propagation?and?EMC?Technologies?for?Wireless?Communications，2009，1177-1180)。

發明內容

為了克服現有技術的局限性，本發明提供了一種PSWF脈沖調制信號的抗定時抖動接收方法，以實現本地模板信號與接收信號之間的準確對準，從而提高通信系統的可靠性。在該方法中，從PSWF脈沖調制信號與低通信號的等效性角度出發，根據同相分量和正交分量的計算結果提取定時抖動大小，以實時修正本地模板信號相位，實現本地模板信號與接收信號之間的準確同步，從而消除定時抖動對解調性能的影響。

本發明的目的是通過如下技術措施來達到：

①PSWF脈沖調制信號的等效低通表示

由通信原理可知，任何一個帶通信號r(t)都可等效表示為一個低通信號r_L(t)與正弦載波乘積的形式，即：