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1、第7期超宽带脉冲信号的一种频域采样和接收方法·67·更多电子资料请登录赛微电子网www.srvee.com超宽带脉冲信号的一种频域采样和接收方法*杨峰蒋祥顺胡剑浩李少谦(电子科技大学通信抗干扰技术国家重点实验室,成都610054)摘要:对纳秒级的超宽带脉冲信号进行采样需要设计采样速率高达数十GHz,且必须具有较低功耗的超高速模数变换器,提出了一种频域模数变换的方法,使超宽带脉冲信号通过一个频域滤波器组,并采用一组低速模数变换器在频域对脉冲信号并行采样,大大地降低了接收机对前端模数变换器采样速率的要求。并给出了频域同步、频域信道估计和频
2、域解调的设计算法,计算机仿真结果证明了在能够大大降低采样速率的情况下,频域采样超宽带脉冲通信接收机具有和传统时域高速采样接收机相近的误码率性能。关键词:超宽带;频域采样;模数变换器;滤波器组中图分类号:TN92 文献标识码:A 国家标准学科分类代码:510.5015Frequencydomainsamplingandreceivingmethodforultla-widebandpulsesignalYangFengJiangXiangshunHuJianhaoLiShaoqian(NationalKeyLab.ofComm.
3、,UniversityofElectronicSci.&Tech.ofChina,Chengdu610054,China)Abstract:ThemostchallengeablejobinthedesignofdigitalUWBreceiveristhedesignofanultra-highspeedADCintheorderoftensofgigahertzwithlowpowerconsumption.Inthispaper,afrequencydomainparallelsamplingmethodisproposed,w
4、hichcangreatlyreducetheADCsamplingspeed.ThefrequencydomainADCsarecomposedofanalogfilterbanksfollowedbylowerspeedADCs.Theanalogfilterbankscanbeimplementedusingsimplebi-quadfilters.Therefore,thedigitalUWBreceivercanbeeasilyimplementedinCMOStechnologyoflowcomplexity.Freque
5、ncydomainsynchronization,channelestimationanddemodulationalgorithmsarealsoprovided.Thesimulationresultsshowthatundermuchlowersamplingspeed,thefrequencydomainUWBreceivercanachieveBERperformancecomparablewithconventionalhighsamplingspeeddigitalUWBreceiver.Keywords:UWB,fre
6、quencydomainsampling,A/Dconversion,filterbanks第7期超宽带脉冲信号的一种频域采样和接收方法·67·1引言超宽带(UWB)无线通信技术是与常规无线通信技术(包括窄带通信,常规扩频通信和OFDM技术)相比具有显著差异的新兴无线通信技术[1-2],美国联邦通信委员会(FCC)规定,凡是绝对带宽大于500MHz或者相对带宽大于20%的无线通信系统都称为UWB通信系统。超宽带冲激无线电(ImpulseRadio)通信系统通过发送纳秒级的高斯单脉冲信号传送信息[3-4],具有很多与生俱来的特点,比如说
7、能够提供较高的时间分辨率以实现精确定位,具有较好的穿透物体的能力,可以提高无线通信系统容量,以及易于采用小尺寸低功耗的半导体集成电路实现等优点,因此在短距离无线通信,雷达,定位以及远程遥控等领域具有广阔的应用前景。数字UWB接收机具有信号处理算法灵活,第7期超宽带脉冲信号的一种频域采样和接收方法·67·性能优良的特点,但是对纳秒级脉冲的数字化采样,需要设计数十GHz采样速率的超高速ADC,就目前的半导体实现技术而言,这种高速率、小尺寸、低功耗的ADC是无法大规模低成本生产的,这也是数字UWB接收机设计的最大难点所在。在此之前,解决这一
8、难题的方法是采用模拟相关器,即在模数变换之前的模拟电路中进行脉冲相关,然后再进行数字化采样,以达到降低采样速率的目标。但是,模拟脉冲相关的方法不能充分发挥数字通信技术的优势,而且还容易受到电路失配以及非理性特性的影响。时
