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1、超宽带无线通信的一种快速同步捕获算法摘 要:针对超宽带(ultra-aximumlikely-hood,ML)准则对接收信号进行同步捕获。根据此算法,仅需要每帧甚至每符号对接收机输出采样一次,就可以完成对接收信号的同步捕获,从而使得采样率大大降低,实现了U),即发送符号bn∈{±1}时,发送信号可以表示为式中:Es———符号功率。设多径衰落信道共包含L条反射路径,每条路径对应的增益用{αl}表示,时延用{τl}表示,并满足条件τ0≤⋯≤τL-1。为了保证多径信道不会引起ISI,通常有τL-1<Tf-2Tg。记τl,0=τl-τ0,接收端的接收信号可以表示为式中:n(t
2、)———高斯噪声。接收机为相关接收机,参考信号为gs(t),对接收机输出进行采样间隔为Tf的采样,由于不知道接收信号的时间信息,采样初始时刻与接收信号的符号起始时刻之间存在着一定的偏差,设为θ,显然,θ与τ0对接收机的影响完全相同,因此可以作为一个整体看待。设采样时刻为nTs+mTf,令θ+τ0-mTf=nsTs+nfTf+ε,ns,nf=0,1,⋯,ε∈[0,Tf)由于m在接收端为已知数,因此时间捕获的任务就是完成对未知的参数ns和nf的估计。接收机在nTs+mTf时刻的采样值用x(n,m)表示 显然,由于尚未建立同步,x(n,m)将包含两个也只会包含两个发送符号的信息。
3、令Rg(τ)=∫gs(t)gs(t-τ)dt,则Rg(τ)只有在τ∈(-Tg,Tg)时非零,脉冲功率为Eg。当不存在跳时码时,由于τL-1<Tf-2Tg,那么对于任何ε∈[0,Tf),接收信号中的每一帧都只会跟与接收机模板的某一帧的相关值非零,这时接收机的输出可表示为2 算法描述从式(4)可见,式中n(n,m)为高斯分布随机变量,As、ns与nf为未知参数。其中As包含了多个未知参数,但可以当作一个整体对待,ns与nf即为待估计的同步信息。显然,这是一个典型的参数估计问题。设训练序列集合为C,共包含M个训练符号。由于n(n,m)为高斯噪声,故似然函数可以用式(5)表示
4、其对数似然函数可化简为设满足条件bn=bn-1(1≤n≤M)的符号集合为C+,其对应的下标集合用Ω+表示,则有式中:EC+=∑n∈Ω+b2n-ns———用于ns估计的训练序列功率之和。设满足条件bn=-bn-1(1≤n≤M)的符号集合为C-,其对应的下标集合用Ω-表示,则有显然,若ns已知,nf=0时上似然函数取最大值,因此,nf的估计结果为由式(8)可以发现,符号的捕获其实就是相关码的捕获,显然捕获性能的好坏取决于相关码的特性。为此,选用自相关和互相关特性都很好的巴克码作为符号捕获的相关码。为了满足条件bn=bn-1(n∈Ω+),复制巴克码中的每个码元并将其置于被复制码元
5、的前面。由式(9),帧捕获与相关码本身无关,只要求满足bn=-bn-1(n∈Ω-)即可。为了提高训练序列的利用率,在上述每一对符号间插入一个符号,该符号为其前一符号的相反数。可得训练序列结构如下。C={a0,a0,-a0,a1,a1,-a1,⋯,aK-1,aK-1,-aK-1}C+={a0,a1,⋯,aK-1}C-={-a0,-a1,⋯,-aK-1}式中:{a0,a1,⋯,aK-1}———一组巴克码,K———巴克码的长度,训练序列总长度M=3K。此时,利用所有的训练符号来完成对Uatlab615平台上对算法进行了仿真。选择的脉冲形状为高斯脉冲的二阶导,周期为Tg=1ns。多
6、径信道的模型根据
