超宽带(UWB)定位系统发射机基带的系统设计,功能模块分解、硬件实现

时间:2014-07-03来源:网络

2.1.2UWB的实现方案

经过多年的发展,UWB的通信方式可以分为脉冲无线电(impluse radio, IR)和载波调制方式。脉冲无线电是传统的UWB实现方式,载波调制方式是FCC规定了UWB通信的频谱范围和功率限制后提出的,其中调制载波方式又可以分为单载波的直接序列扩频超宽带(direct sequence UWB, DS-UWB)[14]和多载波的多带正交频分多路复用(Multi-Band OFDM Alliance, MBOA)体制[15-16]

1、脉冲无线电

2、DS-CDMA 方案

3、MBOA 方案

MBOA方案是以传统的OFDM通信为基础,使其符合FCC关于UWB的定义,具有UWB的特点和优点而形成的。MBOA系统使用的技术与传统的OFDM技术基本上是一样的,将3.1~10.6GHz频段划分为14个子频带,但每个子频带带宽为528MHz。在此基础上将这些子频带分为五个频带组,第一组:3168一4752MHz;第二组:4752~6336MHz;第三组:6336~7920MHz;第四组:7920一9504MHz;第五组:9504一10560MHz。频带的划分方案如图2.6所示

图2.6 MBOA 频带划分示意图

同时系统采用时频交织的方式实现多址,即给每个用户分配一个独有的时频码,用户根据时频码在不同的频带间转换。MBOA方案和OFDM系统一样可以达到很高的频谱利用率,在频谱利用方面也有很高的灵活性,它可以有效、灵活地使用频带,回避敏感频段。

第3章MB-OFDM-UWB无线通信发射机基带设计

3.1发射机总体架构

MB-OFDM超宽带基带发射系统是超宽带通信系统的重要组成部分,参照关于MB-OFDM超宽带基本原理中给出的基带发射系统原理图,按照本文要求,设计所需要的MB-OFDM-UWB基带发射系统如图3.3所示,

图3.3 MB-OFDM-UWB基带发射系统框图

它主要由扰码器、卷积编码器、比特交织器、QPSK星座映射、导频插入、IFFT部分组成[25-26]。完成信号的信源编码和信道编码,对信号进行QPSK映射以及IFFT计算,产生符合基带传输要求的超宽带基带信号,降低系统的误码率。

上述功能模块会按照一定的时序对数据流进行一系列的基带处理,最终形成一个个标准的MB-ODFM符号。数据流在处理过程中会被送入到不同的处理模块中,进行不同的操作,另外各个模块的处理时间也不尽相同,为了使数据能够被正确的处理,必须使得各个处理单元严格按照一定的时序进行,彼此之间精确同步。主控单元的任务就是产生处理单元所需的控制信号,使它们的工作能够符合时序要求。另外,因为数据流的处理速率会不断发生变化,因此,需要时钟生成单元产生处理模块所需要多个工作时钟。下面分别介绍各个部分的原理和设计过程。

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关键词: 无线通信 发射机 基带 扰码器 卷积编码器 比特交织器

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