传输与接收
TRANSMITTING&RECEIVING
J].电视技术,2012,36(17).【本文献信息】樊孝明,林基明,仇洪冰.Chirp-UWB系统匹配滤波解调接收机的设计与实现[
Chirp-UWB系统匹配滤波解调接收机的设计与实现
樊孝明,林基明,仇洪冰
(桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林541004)
【摘要】Chirp-UWB通信系统具有低功率谱密度、强抗干扰能力、易同步实现、远距离通信以及高的测距精度等优点,因而获
得研究人员的广泛关注和研究。Chirp-UWB通信系统获得这些优良特性的关键之一是接收机采用匹配滤波解调技术实现。利用MATLAB/Simulink仿真平台,对匹配滤波解调的Chirp-BOKUWB通信系统进行了建模,构建的系统模型参数修改方便、实时性强。改变信道参数,能够检验系统在不同信噪比条件下的接收机的解调性能,为接收机硬件电路设计提供理论依据与参考,极大地减少了硬件电路设计和实验过程的盲目性。【关键词】超宽带;ChirpSignal;匹配滤波器;包络检波器【中图分类号】TN949.6【文献标识码】A
DesignandImplementationofReceiverBasedonMatchedFilterDemodulationinChirp-UWBSystem
FANXiaoming,LINJiming,QIUHongbing
(SchoolofInformation&Communication,GuilinUniversityofElectronicTechnology,GuangxiGuilin541004,China)
【Abstract】Chirp-UWBcommunicationsystemsgainextensiveresearchesandattentionbecauseofmanycharacteristicssuchaslowpowerspectralden-sity,stronganti-interferenceability,easysynchronization,long-distancecommunicationsandhigh-rangingaccuracy.Oneofthekeystoachievetheseexcellentfeaturesistousematchedfilterinthedemodulationreceiver.UsingMATLAB/Simulinksimulationplatform,theChirp-BOKUWBcommunica-sparametersareeasilymodifiedanditsreal-timeperformanceistionsystemwiththematchedfilterdemodulationismodeled,andthesystemmodel’
powerful.Bychangingthechannelparameters,theperformancesofdemodulationofthereceiveristestedindifferentSNR,whichprovidesatheoreticalbasisandreferenceforhardwaredesignandgreatlyreducestheblindnessofhardwarecircuitdesigninexperimentprocess.【Keywords】UWB;chirpsignal;matchedfilter;envelopedetector
使用Chirp(线性调频)信号进行扩频的通信系统称因其高处理增益、低功耗、抗多径干为Chirp扩频(CSS),
[1]扰、抗多普勒频移等优点,已经得到广泛研究。超宽带
实际实现时采用声表面波延时线(SAW-DLL)或数恢复,
字匹配滤波器对Chirp信号进行脉冲压缩处理。
文中详细分析了Chirp信号的脉冲压缩特性,根据码元数据调制正负斜率的Chirp超宽带信号经过匹配滤波
[7]
器的压缩特性,在MATLAB/Simulink仿真平台中进行
(UWB)信号是指瞬时相对带宽超过20%的信号[2]。常规的UWB通信系统采用持续时间极短的冲激脉冲信号作为传输载体。Chirp超宽带系统采用满足UWB定义的Chirp信号作为传输载体,具有CSS和UWB的优点,解决了传统IR-UWB系统中峰值功率大的缺陷,而且可以进行远距离数据通信和测距功能。2006年IEEE802.15.4a工作组最终选择了CSS技术作为物理层标准
[3]
了Chirp-BOKUWB通信系统的建模,构建的系统模型具有灵活性与可扩展性,能够实时地观测Chirp超宽带信号经过系统的波形数据,同时也能够对系统进行性能分析,为接收机电路的硬件设计提供了理论依据与指导,极大地减少了电路设计和实验过程的盲目性,为加快Chirp-BOKUWB通信系统的实现提供了有力的理论保证。
。通过增
加Chirp信号的带宽和减小时宽,或者采用交叠和高阶调制技术,超宽带的Chirp信号可以应用于高速的无线超宽带通信系统。
Chirp-UWB通信系统具有强抗干扰能力和稳健性的前提是接收机解调采用匹配滤波器或锁相环解调
[4]
1Chirp信号的时域脉冲压缩特性
Chirp超宽带信号是满足UWB定义的Chirp信号,典
[8]
获得型的Chirp信号的时域表达式为
[5]
高峰值压缩和利用分数阶傅里叶变换(FRFT)的能量聚s(t)=a(t)cos(2πf0t+πμt2),-T/2<t<T/2(1)式中:a(t)为Chirp信号的包络;f0是Chirp信号的中心a(t)=1;频率;T为脉冲的持续时间。当|t|<T/2时,|t|≥T/2,a(t)=0。
BOK和DM是Chirp-集特性,取得高的处理增益。目前,UWB通信系统中的两种主要调制方式[6],在系统的接收部分利用了Chirp信号的脉冲压缩特性来进行码元检测
基金项目:广西自然科学基金项目(0640168;0991018Z)
《电视技术》投稿网址http:www.VideoE.cn|第36卷第17期(总第393期)
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