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超宽带认知无线电的关键技术

作者:时间:2010-09-28来源:网络收藏


常规的UWB基带脉冲,如矩形脉冲、高斯脉冲,具有很大的支流分量,工程应用价值不大。而高斯单周期脉冲虽然没有支流分量,但仍需经历一个复杂的参数调整过程才能满足FCC的频谱要求。为此,一些新型的适配脉冲产生应运而生。

2.1 基于PSWF的正交脉冲

文献、、等探讨了能满足共存要求和干扰避免要求的优化波形设计,提出了软频谱适配SSA-UWB方案。为实现该方案,文献 探讨了一种利用回转椭球波函数(Prolate Spheroidal Wave Functions, PSWF)涉及脉冲波的方法,这些基于PSWF的脉冲就将作为适配波形中的核心小波序列。

将3.1GHz~10.6GHz频段内的任意一个子频带看作是一个滤波器,对其输入一个核心函数后,可以获得一系列脉冲波。这些脉冲波可以更进一步地进行组合从而形成一个适应多频带系统的复杂波形。基于PSWF的正交脉冲波形构成了所提出的软频谱适配SSA的基础,并且特别适合用于脉冲波形调制以及多用户接入环境。

基于PSWF的脉冲波形可以应用于M进制脉冲波形调制(M-ary PSM)中,其基本思想是利用波形的正交性来组合波形,然后采用组合后的波形进行数据传输,这样在提高传输速率的同时降低了所需波形的数量。在这里把包括内键控和外键控的软频谱键控(Soft-Spectrum Keying, SSK)策略应用到基于PSWF的M-ary PSM中,或者应用到采用时跳-频跳序列(Time-Frequency-Hopping Sequence, TFHS)的多接入系统中。在内键控中采用二相调制,比如BPSK和QPSK;具有正交特性的脉冲波形调制则应用于外键控中。脉冲重复间隔(PRI)是可变的,以适应不同的速率要求、不同的信道条件和干扰环境。

2.2 适配脉冲整形

正如上文所述,为了能满足频谱共享和避免干扰的要求,超的波形应能适应任何频谱要求。然而目前要实现一个完全“任意的”优化 UWB波形还是相当困难的。原因在于数字信号处理的限制:目前的模/数、数/模转换器没有足够快的运算速度来实现一个真正的系统。因此,探讨实现适配波形的一些基本问题,对 于超的发展具有探索性的意义。

文献中论述了在实现适配波形时数字量化的影响(如图2所示),进而探讨了数/模转换器实现这样的超认知波形需要的比特/抽样数量。可以看出,4比特/抽样的分辨率已经足够保持波形的诸如凹槽宽度和凹槽深度等频谱特征。而且在抽样频率在18GHz的时候,适配波形依然保持了其频谱特性,尽管此时凹槽的深度变得稍浅,但仍可接受(>20dB)。

考虑到目前的高速数字信号处理技术,可以认为上述CR-UWB适配波形完全可以由18GHz抽样频率的低比特分辨率(4 比特/抽样)数/模转换器实现。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/157051.htm



图2 适配脉冲波形及其频谱特性



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