基于条件最大似然估计的超宽带通信系统同步方法

摘要

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于条件最大似然估计的超宽带(UWB)通信系统同步方法。利用UWB符号结构存在的循环平稳性，对接收波形进行帧级噪声抑制处理，构造出同步所需的噪声模板，再利用所发明的噪声模板互相关估计获得表征一帧能量的参数Aξ，转而使用该参数估计表征帧级定时偏差量nf；最后利用所提出的滑动相关搜索进行精同步，获得帧内定时偏差量ξ。本发明所提出的前两项改进能更有效地抑制参数估计过程中噪声分量的影响，提高低信噪比情况下同步均方误差性能；并可降低高信噪比情况下的同步均方误差性能下限。

主权项

1.一种基于条件最大似然估计的超宽带通信系统同步方法，其特征在于：首先要构造一组训练序列，该训练序列由前同步序列和后同步序列两部分组成，其中前同步序列M₁+M₂用于噪声模板NT的生成，后同步序列，M₃用于估计帧级定时偏差量n_f；同步过程的具体步骤如下：(1)利用前同步序列中的前M₁个符号序列构造噪声模板NT₁，通过帧级的波形平均运算抑制噪声产生的影响，噪声模板NT₁构造式如下：其中N_f为单个符号内的帧数，T_f为帧间隔，r(t)为载入定时偏差的接收波形，t为时间变量；然后将以T_f为周期进行延拓，扩展成长度为T_s的NT₁，新构造的NT₁如下式：其中T_s＝N_f×T_f，表示单个符号间隔；(2)再利用前同步序列中的后M₂个符号序列构造噪声模板NT₂，通过帧级的波形平均运算抑制噪声产生的影响，模板NT₂构造式如下：其中然后将以T_f为周期进行延拓，扩展成长度为T_s的NT₂，构造的NT₂如下式：(3)对生成的NT₁和NT₂，进行平均从而获得噪声模板NT，如下式所示：(4)对生成的NT₁和NT₂进行噪声模板互相关估计，获得表征一帧能量的参数估计如下式所示：(5)根据CML算法，利用(4)中估计所得(3)中所构造的噪声模板NT、后同步序列 M3和其他已知参数计算帧级定时偏差量的估计值如下式所示：其中s[n]∈{±1}为传输信息符号；S-是传输信息符号的子集，并且满足相邻信息符号的符号相反的条件S-：＝{s[n]＝-s[n-1]}；(6)在获得帧级定时偏差量的估计值的基础上，定义并且增加区域滑动相关搜索，通过捕捉相关峰对应的ξ值来估计ξ，即：其中ξ在的前后跨度为2T_f区域内步进搜索，步进大小Δτ，Δτ∈(0，T_f]根据精度的要求进行调整；而对于噪声模板NT来说，采用步进循环移位来配合相关窗口在r(t)上的滑动，以实现滑动相关运算；(7)最终得到总延时估计