【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于集成電路，具體是涉及一種用于超寬帶芯片基帶的自動時偏補償方法。
技術介紹
1、超寬帶(ultra?wide?band，uwb)通信技術是一種短距離無線通信技術，利用納秒級的非正弦波窄脈沖傳輸數據，其具有抗干擾性能強、定位精度高、超低功耗等諸多優點。隨著uwb技術的不斷發展，uwb通信芯片目前在持智能通訊設備和智能汽車領域已經得到廣泛的應用，在其他的消費級市場也有相當可觀的應用前景。
2、現有uwb技術采用ieee?802.15.4a協議，該協議是ieee?802.15.4的修訂版，支持更高數據速率、擴展通信范圍、抗干擾能力增強。根據ieee?802.15.4a協議中對uwb通信系統的規定，將一個uwb數據幀分為三個部分，即用于同步的shr部分、用于指示數據幀基本信息和測距的phr部分以及包含具體數據負載的payload部分，如圖1所示。在ieee?802.15.4a中規定的同步shr分為兩個部分，包括占shr總長度絕大部分的前導preamble，以及用于分隔shr和phr的分隔符sfd。對前導preamble而言，依據ieee?802.15.4a協議規定，可采用24種不同的序列，其中1～8號序列長度為31，9～24號序列長度為127；以及可選擇8種不同的同步個數，最小的同步個數為256，最大的同步個數為2048。
3、在以ieee?802.15.4a協議規定的數據部分比特率在6.8mb/s進行通信時，依照協議應選取長度為127的同步序列；且在此數據速率下進行通信時，數據部分的每個symbol
4、傳統的時偏補償處理流程如圖2所示，針對傳統的時偏補償處理模式存在以下問題：
5、1.為了適應實時變化的復雜信道，preamble同步的數量也會相應調整，時偏收斂帶寬系數將隨preamble持續時間的變化而變化；然而，傳統的時偏補償模塊中，環路濾波器的收斂帶寬通常是固定值，這在實際通信環境中難以有效應對復雜多變的信道狀況。
6、2.對于uwb芯片，時偏補償模塊需要根據不同的信噪比水平，選擇相應精度的時偏校正；然而，傳統的時偏補償模塊采用固定的環路濾波器系數精度，通常通過粗略比較前后采樣點的能量值來估計并補償相位；在復雜環境中，這種方法難以抵抗噪聲的影響，導致采樣時刻無法得到準確調整，從而容易引發碼間串擾。
7、因此，想要滿足uwb芯片在復雜多變的信道中正常工作，若繼續沿用傳統的時偏補償是無法實現，同時也會導致該系統無法滿足自適應性和實時性的要求，進而造成無法收斂或解包錯誤，嚴重劣化uwb通信基帶的整體性能。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提供了一種用于超寬帶芯片基帶的自動時偏補償方法，根據當前信道狀況靈活選擇不同精度的時偏補償方式，結合了粗收斂模式與精收斂模式的時間劃分，確保在應對信道變化的過程中具備更高的適應性，在降低功耗的同時顯著提高通信可靠性，從而全面提升了系統的整體性能。
2、本專利技術所述的一種用于超寬帶芯片基帶的自動時偏補償方法，包括以下步驟：
3、步驟1、將一個進入shr符號檢測模塊的symbol信號劃分為同向分量的i路實部信號和正交分量的q路虛部信號，采用插值算法并通過時偏補償模塊輸出補償相位調整插值位置，得到當前相位p路、前三個相位e1/e2/e3路和后三個相位l1/l2/l3路的i、q兩路信號的沖擊響應值；
4、步驟2、判斷preamble同步個數并與實驗值比較，設定幅度估計時間，在幅度估計時間內，對接收的i路實部信號和q路虛部信號進行相關累加運算，以估計信號的幅度；將得到的幅度信號輸入到alpha濾波器進行低通濾波，根據信號信噪比水平選擇不同精度的時偏補償；
5、步驟3、通過preamble同步個數計數器tupdate實時判斷preamble長度來對相位補償進行動態調整；
6、步驟4、當檢測到sfd幀同步信號后，鎖定當前symbol的時偏相位差，進入時偏補償模塊進行追蹤補償，將補償后的信號送入譯碼模塊進行解碼，解出原始的基帶數據，完成通信。
7、進一步地，步驟1中，插值算法采用的是分段拋物線內插器，數學表達式為：
8、
9、其中，c-1(μ)是上一個采樣點的插值相位，c0(μ)是當前采樣點的插值相位，c1(μ)是預估的下一個采樣點的插值相位，μ是時偏補償模塊輸出的補償相位。本專利技術采用1/2這個值，在硬件平臺上實現較為簡單，運算時只需要進行移位操作，避免乘法運算簡化計算復雜度。
10、進一步地，步驟2中，alpha濾波器數學表達式為：
11、s[t+1]＝(1-α)*s[t]+x[t+1]
12、其中，s[t+1]是當前采樣時刻的輸出，s[t]是前一個時刻的采樣輸出，α是alpha濾波器系數，x[t+1]是當前采樣時刻的輸入。本專利技術對alpha濾波器表達式進行了簡化，相較于現有技術中的濾波器，本專利技術使得硬件實現變得高效，實現復雜度更低。
13、進一步地，步驟3具體為：
14、當估計為高信噪比，同步個數計數器0＜tupdate＜512時，環路濾波器系數c0擴大32倍，環路濾波器系數c1不變；同步個數計數器512＜tupdate＜1024時，環路濾波器系數c0擴大16倍，環路濾波器系數c1縮小4倍；同步個數計數器1024＜tupdate時，環路濾波器系數c0擴大8倍，環路濾波器系數c1縮小16倍；
15、當估計為低信噪比，同步個數計數器0＜tupdate＜512時，環路濾波器系數c0擴大16倍，環路濾波器系數c1縮小4倍；同步個數計數器512＜tupdate＜1024時，環路濾波器系數c0擴大8倍，環路濾波器系數c1縮小16倍；同步個數計數器1024＜tupdate時，環路濾波器系數c0擴大4倍，環路濾波器系數c1縮小32倍；
16、c0是反饋路徑的增益系數，決定了輸出的信號中反饋路徑的貢獻程度，值越大影響越顯著；c1是前向傳輸路徑的增益系數，決定了輸入信號在前向傳輸路徑中的放大程度。兩個參數的選擇可以實現不同頻率信號的濾波和增強，提高信號質量和可靠性。環路濾波器系數隨著同步個數計數器的增加會從粗收斂模式過渡到精收斂模式。
17、相位檢測模塊接收到輸入信號后，對其進行采樣，將采樣信號與預先存儲于波形查找表中的小數相位波形進行卷積運算，得到了前一個采樣點本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于超寬帶芯片基帶的自動時偏補償方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種用于超寬帶芯片基帶的自動時偏補償方法，其特征在于，步驟1中，插值算法采用的是分段拋物線內插器，數學表達式為：
3.根據權利要求1所述的一種用于超寬帶芯片基帶的自動時偏補償方法，其特征在于，步驟2中，alpha濾波器數學表達式為：
4.根據權利要求1所述的一種用于超寬帶芯片基帶的自動時偏補償方法，其特征在于，步驟3具體為：
5.根據權利要求1所述的一種用于超寬帶芯片基帶的自動時偏補償方法，其特征在于，步驟4中，當檢測到SFD幀同步信號后，系統立即鎖定當前Symbol的時偏相位差，進入解調時偏補償模塊，通過遲早門將E路、P路和L路的當前Symbol內脈沖信號進行累加，得到一個Symbol內的整體能量值；
【技術特征摘要】
1.一種用于超寬帶芯片基帶的自動時偏補償方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種用于超寬帶芯片基帶的自動時偏補償方法，其特征在于，步驟1中，插值算法采用的是分段拋物線內插器，數學表達式為：
3.根據權利要求1所述的一種用于超寬帶芯片基帶的自動時偏補償方法，其特征在于，步驟2中，alpha濾波器數學表達式為：
4.根據權...
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。