[发明专利]一种数模混合的超宽带同步方法

说明书

技术领域

本发明属于超宽带同步技术领域，特别涉及一种数模混合的超宽带同步方法。

背景技术

在基于全数字延迟锁定环路(Fully Digital Delay-Locked Loop,FDDLL)的超宽带(Ultra Wideband,UWB)应用中，为了满足人们对空间通信和探测越来越高的要求，空间通信正在向着高通信带宽、大通信容量的方向发展，这也对高速信号同步技术提出了更高的要求。传统的基于全数字域处理的信号同步技术通过A/D转换器将模拟信号变为数字信号，经捕获后完成粗同步，之后转入跟踪模块，通过一定阶数的延迟锁定环路实现对接收信号到达时刻的准确同步。基于全数字域处理的信号同步技术虽然可达到较高的同步精度，但是随着信号传输速率逐渐变高，单个脉冲的持续时间缩短至ns或ps量级，将相关处理全部放在数字域中，一方面使得对于满足奈奎斯特采样定理的高速数据采集技术的需求会受到A/D转换器采样技术发展的限制，同时还会耗费数字信号处理器的大量运算资源和存储资源。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种模数混合的超宽带同步方法。先将接收到的模拟同步信号分别与本地超前支路、滞后支路的模拟同步信号进行积分清除运算；再对超前支路和滞后支路的积分清除运算的结果分别采样，并对采样结果积分进行峰值进行估计；然后对超前支路和滞后支路所估计的峰值做比较，判断相关峰的位置，完成对环路时延量的估计的步骤；最后依据所估计的环路时延量调整所述本地码表产生本地同步码，与接收到的模拟同步信号一起构成闭合同步环路。具体如下。

接收到的模拟同步信号r(t)，本地产生的超前支路模拟同步信号c_e(t)和滞后支路模拟同步信号c_l(t)分别为：r(t)＝s(t-τ)+n(t)，c_e(t)＝c_p(t+d)和c_l(t)＝c_p(t-d)，其中s(t)是接收到的长度为L的帧数据，包含长度为N_t的同步码，τ是同步码的传输延时数，n(t)为叠加的高斯白噪声，c_p(t)是本地产生的即时支路同步信号，c_p(t)＝s(t-τ-τ_d)，τ_d是环路时延量，d是超前-滞后相关间隔的一半。

再进一步地，判断所述即时支路与接收信号之间落后还是超前关系的依据是：在单个所述积分清除运算的周期T_c内，当所述超前支路经积分清除后输出信号的幅值|W_E(T_c,τ_d)|大于滞后支路经积分清除后输出信号的幅值|W_L(T_c,τ_d)|时，判断为即时支路落后于接收信号；当|W_E(T_c,τ_d)|＜|W_L(T_c,τ_d)|时，判断为即时支路超前于接收信号；二者相等时，表示即时支路接收信号同步。

进一步地，对采样结果进行峰值估计是采用线性估计算法实现的。线性估计得到的超前支路的积分结果所述线性估计得到的超前支路的积分结果其中，Y_{i1_e}、Y_{i2_e}是在第i个积分周期中超前支路积分结果的某两个相邻采样点对应的积分幅值，Y_{i1_l}、Y_{i2_l}是在第i个积分周期中滞后支路积分结果的某两个相邻采样点对应的积分幅值，R_b是数据速率，f_s是采样频率。

进一步地，判断相关峰的位置的方法是利用伪随机码自相关函数三角主峰的左右对称性对超前支路和滞后支路所估计的峰值做比较，来判断相关峰的位置。

进一步地，环路时延量第i个积分周期的估计值是通过一阶滤波算法得到的，其中，是超前支路所估计的峰值，是滞后支路所估计的峰值，A₄是一个的常量，τ_d是环路时延量。