通信工程毕业设计论文(5)

　　发射超宽带（UWB）信号最常用和最传统的方法是发射时域上很短的脉冲。这种传输技术称为“冲激无线电”（Impulse Radio,简写为IR）。信息数据符号对脉冲进行调制，其调制方式可以有多种。脉冲位置调制（PPM）和脉冲幅度调制（PAM）是最常用的两种调制方式。除了要对脉冲进行调制外，为了形成所产生的信号的频谱，还要用伪随机码或伪随机噪声（PN）对数据符号进行编码。一般是，编码后的数据符号引起脉冲在时间轴上的偏移，这就是所谓的跳时超宽带（TH-UWB，Time-Hopping UWB）。直接序列扩谱（DS-SS）就是编码后的数据符号对基本脉冲的幅度进行调制，这在冲激无线电（IR）中被称为直接序列超宽带（DS-UWB，Direct-Sequence UWB），这种调制方式似乎非常有吸引力^[1]。

　　对于超宽带信号，也可以通过很高的数据速率来产生而根本不需要具备脉冲的特性。只要UWB定义所要求的相对带宽或最小带宽在整个传输过程中得到满足，那么，靠发射高速率数据而不是窄脉冲所产生的具有UWB射频带宽的系统，就不应该被排除在UWB系统之外。诸如正交频分复用（OFDM），在数据速率适当的情况下也可产生UWB信号。因此，OFDM也是一种超宽带的调制方式。

　　本文主要讨论TH-UWB、DS-UWB和OFDM调制方式。

　　4.1  PPM-TH-UWB 调制方式

　　4.1.1  跳时超宽带信号的产生

　　在结合了二进制PPM的TH-UWB(二进制PPM-TH-UWB或者PPM-TH-UWB)中,UWB信号的产生可以系统地描述如下(参见图4-1描绘的发射链路) ^[1]。

 SHAPE  \* MERGEFORMAT

             图4-1 PPM-TH-UWB信号的发射方案

给定待发射的二进制序列b=(…,b₀,b₁,…,b_k,b_k+1,…)，其速率R_b=1/T_b (b/s)，图4-1中的第一个模块使每个比特重复Ns次，产生一个二进制序列：

 (…,b₀,b₀,…,b₀,b₁,b₁,…,b₁,…,b_k,b_k,…,b_k,b_k+1,b_k+1,…,b_k+1,…)=

(...,a₀,a₁,…a_j,a_j+1,…)=a

　　新的比特速率R_cb=N_s/T_b=1/T_s (b/s)。这个模块引入了冗余，其实是一种被称为重复码的(N_s,1)分组编码器。一般术语上称为信道编码。

　　第二个模块是传输编码器，就是应用整数值码序列c=(…,c₀,c₁,…,c_j,c_j+1,…)和二进制序列a=(…,a₀,a₁,…,a_j,a_j+1,…),产生一个新序列d，序列d的一般元素表达式如下：

            d_j=c_jT_c+a_j                                                 （4-1）

　　式中,T_c和 是常量，对所有的c_j满足条件c_jT_c+ <T_s，通常 <T_c。

　　这里的d是一个实数值序列，而a是二进制序列，c是整数值序列.现在我们遵循最常用的方法，假定c是企业界随机码序列，它的元素c_j是整数，且满足

　　0 c_j N_h-1。 码序列c可能为周期序列，其周期表示为N_p。两种特殊情况值得讨论。第一种,码是非周期的，即 ；第二种是N_p=N_s，这是最常用的一种，这时的编码周期与二进制码重复的次数相等。我们必须牢记：传输编码扮演了码分多址编码和发射信号的频谱形成双重角色^[1]。

　　实数值序列d输入到第三个模块，即PPM调制模块，产生了一个速率为R_p=N_s/T_b=1/T_s(脉冲/s)的单位脉冲(Dirac pulses ) 序列。这些脉冲在时间轴上的位置为 ，因此脉冲位置在jT_s基础上偏移了d_j，脉冲的发生时间也可表示为( )。注意是码序列对c信号引入了TH位移，也正因为此，c被称为TH码。还要注意一点就是由PPM调制引起的位移 ，通常比TH码引起的位移c_jT_c小得多，即： ，c_j=0除外。T_c称为码片时间(chip time)。

最后一个模块是脉冲形成滤波器，其冲激响应为。必须保证脉冲形成滤波器输出的脉冲序列不能有任何的重叠。