專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于多頻帶ofdm-uwb系統(tǒng)的∑△調(diào)制 方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于多頻帶正交頻分復(fù)用超寬帶(MB-OFDM-UWB)系統(tǒng)的E A調(diào)制器，以該調(diào)制器為核心的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器完成mb-ofdm-uwb信號(hào)轉(zhuǎn)換。該調(diào)制器利用噪聲整形技術(shù)，在量化噪聲頻譜中引入若干個(gè)零點(diǎn)，用量化噪聲填充信號(hào)頻譜空隙，屬于無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超寬帶(ultra wide band, UffB)信號(hào)定義為相對(duì)帶寬(信號(hào)帶寬與中心頻率之比)大于0. 25，或絕對(duì)帶寬不小于500MHz的信號(hào)。UffB系統(tǒng)具有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如抗多徑衰 落能力強(qiáng)、頻譜效率高、功耗低、成本低等，這些優(yōu)點(diǎn)使其在無(wú)線通信方面具有很大的潛力。UWB技術(shù)可以應(yīng)用于無(wú)線多媒體局域網(wǎng)，無(wú)線傳感網(wǎng)，雷達(dá)定位和成像系統(tǒng)，以及應(yīng)用于軍事、醫(yī)療、測(cè)量等多個(gè)領(lǐng)域。正交頻分復(fù)用(orthogonalfrequency division multiplexing,0FDM)是一種多載波傳輸技術(shù)，通過(guò)相互正交的子載波并行傳輸數(shù)據(jù)，是一種高效的數(shù)據(jù)傳輸方式。與傳統(tǒng)通信手段相比，采用OFDM技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)具有抗頻率選擇性衰落、頻帶利用率高、抗碼間干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，能夠滿足人們對(duì)同時(shí)傳送數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和圖像的要求，所以受到人們?cè)絹?lái)越廣泛的關(guān)注。IEEE802. 15. 3a和ECMA368標(biāo)準(zhǔn)建議將UWB和OFDM技術(shù)相結(jié)合，成為短距離、高數(shù)據(jù)率無(wú)線網(wǎng)絡(luò)理想的傳輸/接入方案之一。目前，對(duì)于mb-ofdm-uwb系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究工作主要集中在系統(tǒng)干擾理論分析、多址干擾抑制、信道利用率的改善、網(wǎng)絡(luò)吞吐量?jī)?yōu)化及接收機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面，而國(guó)內(nèi)外對(duì) MB-0FDM-UWB 系統(tǒng)的數(shù)模(digital-to-analog,D/A)和模數(shù)(analog-to-digital, A/ D)轉(zhuǎn)換器的研究相對(duì)較少。隨著UWB技術(shù)的快速發(fā)展，傳輸速率及帶寬將不斷增加，傳統(tǒng)的以現(xiàn)有E A調(diào)制器為核心的D/A和A/D轉(zhuǎn)換器，對(duì)于MB-0FDM-UWB系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，已經(jīng)無(wú)法滿足其性能要求。因?yàn)镸B-0FDM-UWB信號(hào)是超寬帶高頻信號(hào)，要得到較好的噪聲整形效果，需要很高的采樣頻率，達(dá)到幾GHz甚至幾十GHz，這是目前硬件電路難以承受的，因此設(shè)計(jì)與之相適應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器已成為MB-0FDM-UWB系統(tǒng)發(fā)展急待解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，提供一種基于多頻帶正交頻分復(fù)用超寬帶(MB-0FDM-UWB)無(wú)線通信系統(tǒng)的E A調(diào)制技術(shù)方案。該方法對(duì)MB-0FDM-UWB信號(hào)在時(shí)域插值后，進(jìn)行E A調(diào)制，完成量化噪聲整形。E A調(diào)制器采用無(wú)過(guò)采樣結(jié)構(gòu)，即采樣頻率為奈奎斯特頻率528MHz，以該調(diào)制器為核心的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器適合MB-OFDM-UWB系統(tǒng)，具有廣泛的適用性和實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明的技術(shù)方案首先MB-0FDM-UWB信號(hào)經(jīng)過(guò)IFFT變換后，以132Mb/s的速率向緩存器中存入一個(gè)OFDM符號(hào)，以528Mb/s的速率從緩存器中讀出此OFDM符號(hào)，完成時(shí)域插值，使得頻域上MB-OFDM-UWB子載波間插入3個(gè)零，在子載波間形成空隙。然后信號(hào)進(jìn)入由積分器，I比特量化器與環(huán)路延遲電路組成的E A調(diào)制器，將輸入信號(hào)量化為I比特?cái)?shù)據(jù)流的同時(shí)完成量化噪聲整形。該E A調(diào)制器的量化噪聲頻譜上的零點(diǎn)位于MB-OFDM-UWB子載波頻點(diǎn)處，使得噪聲頻譜與信號(hào)頻譜對(duì)比得到，大部分量化噪聲推到子載波空隙中。再通過(guò)合適的濾波器將子載波空隙中的量化噪聲濾除，平滑量化后的信號(hào)波形，完成信號(hào)的轉(zhuǎn)換。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明是一種以新型量化噪聲整形技術(shù)為核心的E A調(diào)制方法，由于不需要過(guò)采樣，使得硬件實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易，適用于MB-OFDM-UWB系統(tǒng)，能夠較好地完成信號(hào)的轉(zhuǎn)換，使得系統(tǒng)具有良好的誤碼率性能，滿足mb-ofdm-uwb標(biāo)準(zhǔn)的要求，為超寬帶信號(hào)轉(zhuǎn)換提供了一種新的有效方法。


圖I是E A MB-OFDM-UWB基帶系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 圖2是E A調(diào)制器線性結(jié)構(gòu)3是時(shí)域插值后信號(hào)頻譜4是E A調(diào)制器量化噪聲頻譜5是量化噪聲與信號(hào)頻譜對(duì)比示意圖(圖中以前4個(gè)子載波的情況為例)圖6是E AMB-OFDM-UffB基帶系統(tǒng)接收端進(jìn)行IQPSK調(diào)制之前的星座7是E A MB-OFDM-UWB基帶系統(tǒng)差錯(cuò)性能曲線圖
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步說(shuō)明這種基于MB-OFDM-UWB系統(tǒng)的E A調(diào)制方法，即MB_0FDM_UWB信號(hào)在時(shí)域插值后，進(jìn)行E A調(diào)制。其特征在于本方法包括以下步驟a. MB-OFDM-UWB信號(hào)經(jīng)過(guò)IFFT變換后，以132Mb/s的速率向緩存器中存入一個(gè)OFDM符號(hào)，以528Mb/s的速率從緩存器中讀出此OFDM符號(hào)，完成時(shí)域插值。b. E A調(diào)制器包括一個(gè)積分器，一個(gè)連接到所述積分器的輸出的量化器，以及一個(gè)環(huán)路延遲電路。步驟b中的E A調(diào)制器其信號(hào)傳遞函數(shù)為STF(Z) =k，噪聲傳遞函數(shù)為NTF(z) = 1-kz'該方法進(jìn)一步包括E A調(diào)制器參數(shù)選取k = 0. 5, N = 165。該方法進(jìn)一步包括k可以采用其它任意實(shí)數(shù)，N是165。實(shí)施例本發(fā)明應(yīng)用于MB-OFDM-UWB系統(tǒng)中，根據(jù)ECMA368標(biāo)準(zhǔn)，系統(tǒng)采用卷積編碼，維特比譯碼，QPSK調(diào)制，128點(diǎn)IFFT/FFT。每個(gè)OFDM符號(hào)包含128個(gè)子載波，由100個(gè)數(shù)據(jù)子載波，12個(gè)導(dǎo)頻子載波，10個(gè)保護(hù)子載波和6個(gè)空子載波組成。在每個(gè)OFDM符號(hào)后加入37點(diǎn)零后綴作為保護(hù)間隔，此零后綴與OFDM符號(hào)一起構(gòu)成165點(diǎn)的OFDM時(shí)域信號(hào)，系統(tǒng)采樣頻率為528MHz。I. MB-OFDM-UWB信號(hào)經(jīng)過(guò)IFFT變換到時(shí)域后，以132Mb/s的速率向緩存器中存入一個(gè)OFDM符號(hào)，以528Mb/s的速率從緩存器中讀出此OFDM符號(hào)，完成時(shí)域插值，使得頻域上在MB-OFDM-UWB子載波間插入3個(gè)零，形成兩個(gè)子載波間隔的空隙。2. E A調(diào)制器將輸入信號(hào)與經(jīng)環(huán)路延遲后的反饋信號(hào)進(jìn)行比較，將產(chǎn)生的差分輸出送到積分器中，然后將積分器的輸出送到I比特量化器中，輸入信號(hào)量化為I比特?cái)?shù)據(jù)流的同時(shí)完成量化噪聲整形。量化噪聲頻譜上有165個(gè)位于MB-OFDM-UW B子載波頻點(diǎn)上的零點(diǎn)，使得噪聲頻譜與信號(hào)頻譜對(duì)比可以得到，將大部分量化噪聲推到子載波空隙中。
權(quán)利要求
1.一種基于MB-OFDM-UWB系統(tǒng)的E A調(diào)制方法，即MB-0FDM-UWB信號(hào)在時(shí)域插值后，進(jìn)行E A調(diào)制。其特征在于本方法包括以下步驟 a.MB-OFDM-UWB信號(hào)經(jīng)過(guò)IFFT變換后，以132Mb/s的速率向緩存器中存入一個(gè)OFDM符號(hào)，以528Mb/s的速率從緩存器中讀出此OFDM符號(hào)，完成時(shí)域插值。
b.E A調(diào)制器包括一個(gè)積分器，一個(gè)連接到所述積分器的輸出的量化器，以及一個(gè)環(huán)路延遲電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的EA調(diào)制方法，其特征在于步驟b中的E A調(diào)制器，其信號(hào)傳遞函數(shù)為STF(z) = k，噪聲傳遞函數(shù)為NTF(z) = l-kz_N。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于參數(shù)選取k= 0. 5，N = 165。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于k可以采用其它任意實(shí)數(shù)，N是165。
全文摘要
本發(fā)明以多頻帶正交頻分復(fù)用超寬帶(MB-OFDM-UWB)技術(shù)為基礎(chǔ)，提出一種∑Δ調(diào)制方法用于完成MB-OFDM-UWB系統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。該方法對(duì)MB-OFDM-UWB信號(hào)在時(shí)域插值后，進(jìn)行∑Δ調(diào)制。時(shí)域插值使得MB-OFDM-UWB子載波間形成空隙，∑Δ調(diào)制器包含積分器，1比特量化器與環(huán)路延遲電路，將輸入信號(hào)量化為1比特?cái)?shù)據(jù)流的同時(shí)完成量化噪聲整形?！痞ふ{(diào)制器在量化噪聲頻譜中引入位于MB-OFDM-UWB子載波頻點(diǎn)上的零點(diǎn)，將量化噪聲推到信號(hào)頻譜的空隙中，達(dá)到噪聲整形效果。該∑Δ調(diào)制方法適用于MB-OFDM-UWB系統(tǒng)，能夠較好地完成信號(hào)轉(zhuǎn)換，具有改善的信噪比和良好的誤碼率性能。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102739596SQ201110092729
公開(kāi)日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者向坤, 吳虹, 章輝, 趙迎新 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)