提高非相干超宽带接收机能量捕获效率的信号处理方法技术

本发明专利技术公开了一种提高非相干超宽带接收机能量捕获效率的信号处理方法，包括以下步骤：1)根据原始数据符号建立参考脉冲簇RPCS及数据脉冲簇DPCS，再给参考脉冲簇RPCS中各参考脉冲RPC及数据脉冲簇DPCS中各数据脉冲DPC后添加零脉冲，其中，参考脉冲RPC和数据脉冲DPC在一个符号周期Ts内交替重复发送，得发射端发出的I-TRPC信号s(t)；2)发射端将所述I-TRPC信号s(t)经UWB信道及低通滤波器后进行发送；3)接收端进行自相关接收，得判决变量D(i)；4)根据所述判断变量D(i)采用自适应判决门限进行判决，恢复出原始数据符号。本发明专利技术能够有效的提高超宽带通信系统的能量捕获效率并改善超宽带通信系统的误码性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超宽带无线通信
，涉及一种提高非相干超宽带接收机能量捕获效率的信号处理方法。
技术介绍
随着无线通信与网络技术的发展、融合，超宽带(Ultra-wideband,UWB)技术以低成本、低功耗及良好的时域分辨能力等特点成为一种短距离无线通信解决方案。IEEE802.15.4a标准采用基于脉冲无线电(Impulseradio,IR)制式的UWB方案。IR-UWB系统具备精确的定位性能，然而其仍然面临低成本、低功耗等现实要求的巨大挑战。因此，在低码率场合，更多地是采用复杂度较低、对采样速率要求不高且不需要信道估计的非相干接收机。目前用于非相干超宽带系统的流行检测技术为能量检测器(Energydetector,ED)和自相关接收机(Autocorrelationreceiver,AcR)。两者都具有结构简单、无需精确同步及信道估计、性能稳健的特点。其中，能量检测通常与脉冲位置调制(PulsePositonModulation,PPM)结合使用，从而成为一类经典、实用的非相干超宽带接收机；自相关接收机常用于传输参考(TransmitterReference,TR)超宽带系统。为了避免多径传播造成的干扰(Inter-pulseInterference,IPI)，传统的TR-UWB系统在自相关接收时需要过长的延迟线来隔离参考脉冲和数据脉冲，以当前的工艺水平难以实现。传输参考脉冲簇(TransmitterReferencepulsecluster,TRPC)信号结构的提出有效地解决了TR-UWB系统延迟线过长的问题。TRPC信号具有更加紧凑的脉冲排列结构，同时以更高的能量效率来补偿IPI的影响,这样使得延迟线大为缩短。近年来，TRPC-UWB系统已成为一种颇具潜力的非相关超宽带系统。为了进一步提高系统性能，有人提出了一种改进的TRPC信号结构(以下简称I-TRPC)。但是该系统在自相关接收时没有考虑多径信道延迟，因此在密集多径信道，特别是延迟较大的非视距多径传播环境下，无法获得满意的能量捕获效率，从而造成系统误码性能的恶化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种提高非相干超宽带接收机能量捕获效率的信号处理方法，该方法能够有效的改善超宽带通信系统的误码性能。为达到上述目的，本专利技术所述的提高非相干超宽带接收机能量捕获效率的信号处理方法包括以下步骤：1)根据原始数据符号建立参考脉冲簇RPCS及数据脉冲簇DPCS，再给参考脉冲簇RPCS中各参考脉冲RPC及数据脉冲簇DPCS中各数据脉冲DPC后添加零脉冲，其中，参考脉冲RPC和数据脉冲DPC在一个符号周期Ts内交替重复发送，得到发射端发出的I-TRPC信号s(t)；2)所述I-TRPC信号s(t)被发射端发送后经UWB信道到达接收端并通过低通滤波器进行低通滤波；3)接收端对低通滤波后的接收信号进行自相关接收，得判决变量D(i)；4)根据所述判断变量D(i)采用自适应判决门限进行判决，恢复出原始数据符号。参考脉冲RPC及数据脉冲DPC均由至少两个连续的延迟为Td的理想脉冲组成。所述发射端发出的I-TRPC信号s(t)的表达式为：s(t)=Eb2NfNpΣm=-∞∞Σi=0Nf-1(g(t-mTS-2iTr)+dmg(t-mTS-(2i+1)Tr))=Eb2NfNpΣm=-∞∞sm(t-mTs)---(1)]]>g(t)=Σj=0NP-1p(t-jTd)---(2)]]>sm(t)=Σi=0Nf-1g(t-2iTr)+dmg(t-(2i+1)Tr)---(3)]]>其中，g(t)为延迟为Tr的参考脉冲和数据脉冲的复合脉冲簇，p(t)为有延迟Tp的正常脉冲，参考脉冲RPC和数据脉冲DPC中的每一个正常脉冲之间的延迟均为Td，每一个参考脉冲RPC和数据脉冲DPC的延迟Tr＝(Np+Nz)Td，Np和Nz为每一个参考脉冲RPC或数据脉冲DPC内脉冲的个数和对应的零脉冲的个数，Eb为每一个符号的平均能量，dm为m个发射符号，其中，dm∈{-1,1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高非相干超宽带接收机能量捕获效率的信号处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据原始数据符号建立参考脉冲簇RPCS及数据脉冲簇DPCS，再给参考脉冲簇RPCS中各参考脉冲RPC及数据脉冲簇DPCS中各数据脉冲DPC后添加零脉冲，其中，参考脉冲RPC和数据脉冲DPC在一个符号周期Ts内交替重复发送，得到发射端发出的I‑TRPC信号s(t)；2)所述I‑TRPC信号s(t)被发射端发送后经UWB信道到达接收端并通过低通滤波器进行低通滤波；3)接收端对低通滤波后的接收信号进行自相关接收，得判决变量D(i)；4)根据所述判断变量D(i)采用自适应判决门限进行判决，恢复出原始数据符号。

【技术特征摘要】
1.一种提高非相干超宽带接收机能量捕获效率的信号处理方法，其
特征在于，包括以下步骤：
1)根据原始数据符号建立参考脉冲簇RPCS及数据脉冲簇DPCS，再
给参考脉冲簇RPCS中各参考脉冲RPC及数据脉冲簇DPCS中各数据脉
冲DPC后添加零脉冲，其中，参考脉冲RPC和数据脉冲DPC在一个符号
周期Ts内交替重复发送，得到发射端发出的I-TRPC信号s(t)；
2)所述I-TRPC信号s(t)被发射端发送后经UWB信道到达接收端并
通过低通滤波器进行低通滤波；
3)接收端对低通滤波后的接收信号进行自相关接收，得判决变量
D(i)；
4)根据所述判断变量D(i)采用自适应判决门限进行判决，恢复出原
始数据符号。
2.根据权利要求1所述的提高非相干超宽带接收机能量捕获效率的
信号处理方法，其特征在于，参考脉冲RPC及数据脉冲DPC均由至少两
个连续的延迟为Td的理想脉冲组成。
3.根据权利要求1所述的提高非相干超宽带接收机能量捕获效率的
信号处理方...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁中华，臧俊杉，杨小军，荣玫，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61