多径信道下超宽带信号同步捕获算法的研究

• 作 者: 官健
• 机 构: 桂林电子科技大学
• 出 处: 桂林电子科技大学
• 发表日期: 2007年期
• 关键词: 超宽带信号 同步捕获 多径信道 搜索模型 仿真验证

超宽带(UWB)通信系统作为一种扩频系统因其高速率和低功耗的特点被认为是短距离高速无线系统的最佳解决方案之一。对于高速无线应用而言,UWB信号快速同步捕获是UWB通信系统中的关键问题。与常规扩频信号相比,UWB信号同步捕获有两点主要的区别。第一,UWB极窄脉冲信号的特性造成其时间分辨率非常高;同时,为了平滑信号功率谱密度,并提高积分增益,UWB系统倾向使用长周期扩频序列。这就造成UWB信号同步搜索区间很大。第二,UWB信道不同于一般的无线衰落信道,在典型的室内密集多径环境下,UWB信道上的多径分量呈现出成簇到达的特征,存在多个捕获态相位。因此,尽管可以借鉴常规扩频系统的同步算法,但考虑到不同的信号特性和更高的同步要求,有必要提出新的同步捕获算法来满足系统指标。　　本文首先系统地介绍了UWB无线通信技术。接着,在分析和借鉴了常规扩频系统中同步捕获的基本原理之后,针对UWB信号形式和信道特性,本文对UWB系统基于检测方式的同步捕获进行了详细的讨论。其中,作为本文的创新点,根据UWB信号同步捕获过程中的大部分时间用于检测和排除错误相位的特点,提出了一种基于相位区间缩减的分步同步算法,并建立了一种新的基于马尔可夫链的捕获模型,推导了其在不同搜索策略下的平均捕获时间。通过参数优化,使其平均捕获时间达到最小值。最后,通过仿真验证了得出的结论。