[发明专利]在超宽带系统中利用分数傅立叶域估计时钟频偏的方法

摘要

在超宽带系统中利用分数傅立叶域估计时钟频偏的方法，它涉及一种分数域辅助的估计超宽带系统时钟频偏的方法，以解决网络层中频偏估计所带来的网络开销大、算法结构复杂的问题。超宽带脉冲波形通过编码后，对超宽带脉冲信息c(t)进行调制，切普信号相对于超宽带信号s₁(t)的每一帧的帧头延时T₁得到延时后的切普信号s₂(t)；将s₁(t)与s₂(t)相加得到发射信号s(t)；接收到的信号r(t)得到p阶分数傅立叶变换信号f_p(u)；输出分数域冲击函数的峰值位置U₁；得到对应的时域切普信号中心位置t₀，去除t₀的量纲归一化得到真实的切普信号时域中心位置t₀′，获得时域超宽带脉冲信号r`(t)，确定r`(t)的帧头所在位置T_o；判定切普信号的时域中心位置t₀′与帧头所在位置T_o的时间间隔T₂；根据帧头延时T₁得到收发端的时钟相对频偏的估计。

主权项

1、在超宽带系统中利用分数傅立叶域估计时钟频偏的方法，其特征在于它由以下步骤实现：步骤一、发射端超宽带脉冲波形产生器(1-4)产生超宽带脉冲波形，通过发送端跳时码编码器(1-5)编码后，由PPM调制器(1-6)对信息源(1-1)输出的高斯超宽带脉冲信息c(t)进行调制，调制输出的超宽带脉冲信号的形式为$s_1\left(t\right)=A_1·\stackrel{\infty }{\Sigma }p(t-j{T}_s-C_j{T}_c-a_jϵ),其中p(t)为高斯类脉冲波形，Ts为帧周期，Tc为码片周期，Cj是伪随机跳时码，a是二进制序列代表PPM的调制信息，A1表示超宽带信号的幅度；同时，由切普信号产生器(1-2)产生切普信号s\prime 2(t)＝A2·cos(2\pi f0t+k\pi t2)，其中，f0和k分别代表切普信号的中心频率及频率变化率，A2表示切普信号的幅度，利用延时器(1-3)将切普信号产生器(1-2)产生的切普信号s\prime 2(t)相对于超宽带信号s1(t)的每一帧的帧头延时T1得到延时后的切普信号s2(t)；步骤二、将超宽带信号s1(t)与延时后的切普信号s2(t)相加得到发射信号s(t)，并由发送端天线发射；步骤三、接收端天线接收信号经滤波器(2-1)滤波后分为两路信号r(t)处理；步骤四、一路信号r(t)进行离散p阶分数傅立叶变换，得到p阶分数傅立叶变换信号fp(u)，在分数域上，通过分数域门限检测器(2-3)对p阶分数傅立叶变换信号fp(u)进行门限检测，输出第一个超过门限的分数域冲击函数的峰值位置U1，根据分数域冲击函数的峰值位置U1，通过分数域-时域位置变换器(2-4)得到对应的时域切普信号中心位置t0，通过量纲归一化去除器(2-5)去除t0的量纲归一化，得到真实的切普信号时域中心位置t\prime 0；同时，由接收端超宽带脉冲波形产生器(2-6)产生与发射端相同的超宽带脉冲波形，然后将该超宽带脉冲波形通过接收端跳时码编码器(2-7)进行编码，模板信号产生器(2-8)再根据接收端跳时码编码器(2-7)的输出编码产生模板信号与另一路信号r(t)相关，得到的信号通过时域超宽带脉冲捕获器(2-9)以获得时域超宽带脉冲信号r`(t)，然后由帧头位置判定器(2-10)确定r`(t)的帧头所在位置To；步骤五、通过定时间隔判决器(2-11)判定切普信号的时域中心位置t\prime 0与超宽带脉冲信号帧头所在位置To的时间间隔T2，其中T2＝t\prime 0-T0；步骤六、将T2输入到估计相对频偏器(2-12)，根据帧头延时T1得到接收端和发射端的时钟相对频偏的估计：$ a_1=\frac{T_2}{T_1}.$$