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1、通信工程毕业设计论文(二) 4超宽带无线的调制技术 发射超宽带(U)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-U),在数据速率适当的情况下也可产生U也是一种超宽带的调制方式。 本文主要讨论TH-U调制方式。 4.1PPM-TH-U的TH-U-TH-U-TH-UERGEFORMAT图4-1PPM-TH-U调制模块,产生了一个速率为Rp=Ns/Tb=1/Ts(脉冲/
2、s)的单位脉冲(Diracpulses)序列。这些脉冲在时间轴上的位置为,因此脉冲位置在jTs基础上偏移了dj,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cjTc小得多,即:,cj=0除外。Tc称为码片时间(chiptime)。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。以上所有系统级联以后的输出信号可表示如下:(4-2)比特间隔或比特持续时间,也即用于传输一个比特的时间Tb,可表示为:Tb=
3、NsTs。在式(4-2)中,cjTc定义了脉冲的随机性或者说是相对于Ts整数倍时刻的抖动。如果用随机TH抖动来表示由TH编码cjTc引起的时间上的位移,并假定在0和之间分布,则可得到:(4-3)正如前面提到的,通常远大于。这两个量的整体效果是产生一个分布在0和之间的时间随机位移量,用表示这个时间随机位移,可得发射信号的如下表达式:(4-4)更一般性地概括式(4-2)所表示的信号,其思想是:对于信息比特“0”和“1”,可以发射两个不同的脉冲波形和来分别表示。上面分析的PPM调制的例子,引入了这个时间位移量,它的值根据它所代表的比特而有所不同,其实是上述思想的特
4、殊例子,其中的是位移以后的波形。一种更一般的表达式:(4-5)当将设置为-时,式(4-5)也表示了PAM和TH-U-TH-U-TH-UERGEFORMAT图4-2PPM-TH-U。这里考虑伪随机TH码。最后一个模块是脉冲形成。这个模块的冲激响应表示要发射的U-TH-U时移dPPM(秒)。Stx:Pobits=2,Ts=3e-9,Ns=5,Tc=1e-9,Nh=3,Np=5,Tm=0.5e-9,tau=0.25e-9,dPPM=0.5e-9由图4-3中可以看到输出序列的前五个脉冲在其对应时隙的中间位置,而后五个脉冲则在其对应时隙的起始位置。图4-3PPM-TH
5、-U-TH-U调制都对幅度谱的高斯形状产生扭曲。PPM-TH-U调制的幅度谱包络中,这是因为以同样的形状和同样的平均功率传输等间隔脉冲的结果。 4.2PAM-DS-UERGEFORMAT图4-5PAM-DS-U调制器,产生一个速率为Rp=Ns/Tb=1/Ts(脉冲/s)的单位脉冲(Dirac脉冲)序列,其位置在jTs处[6]。 调制器输出的信号进入冲洲响应为p(t)的脉冲形成滤波器。在传统的DS-SS系统中,冲激响应p(t)是持续时间为Ts的矩形脉冲。而在DS-U波形。很容易知道,由于没有时移而且脉冲以规则的时间间隔出现,计算式(4-6)所示信号的PSD
6、要比计算式(4-2)所示信号的PSD更容易。上述方式的一种变形是使用PPM调制器代替PAM调制器,得到的信号可表示为:(4-7)注意到在式(4-7)中,由于码的伪随机特性,编码会起到白化频谱的作用。4.2.2PAM-DS-UERGEFORMAT图4-6PAM-DS-UWB发射机系统模型图4-6中的前两个模块分别表示二进制源和重复码编码器。第三个模块是在重复码编码器的输出端实现DS编码和二进制PAM调制。我们考虑伪随机DS码,分配给一般用户的是长度为NP的二进制码序列。最后一个模块是脉冲形成器[1]。4.2.3PAM-DS-U-DS-U.编辑。以dBm为单位的
7、平均发射功率Pobits,平均脉冲重复时间Ts(单位为秒),每个比特映射的脉冲数Ns,码片时间Tc(秒),跳时码的码元最大值Nh和周期Np,冲激响应持续时间Tm,脉冲波形形成因子tau(秒),PPM时移dPPM(秒)。Stx:Pobits=2,Ts=2e-9,Ns=10,Np=10,Tm=0.5e-9,tau=0.25e-9,这个信号由两组脉冲序列组成,每组包含10个脉冲,每组映射信息源的一个比特。从图4-7中可以看出每二组的10个脉冲与第一组的10个脉冲在极性上是相反的。图4-8PAM-DS-U调制技术 4.3.1概述 多频带(MB)方式与本章前两节分
8、析研究的IR原理不同。根据2002年,FCC公布的U
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