基于SystemVue的单载波超宽带系统仿真

在SystemVue环境下建立了单载波超宽带系统基带仿真平台,基于该平台研究了单载波超宽带系统在IEEE 802.15.3a超宽带信道模型下的误码性能。仿真结果表明:单载波超宽带体制在IEEE 802.15.3a信道模型下能够取得较好的性能,从而验证了该体制的可行性。基于SystemVue的可扩展性,实现了单载波超宽带仿真平台与测试仪器的无缝互联,形成集成化仿真测试环境,助力单载波超宽带基带系统的研发和验证。

面向ASIC设计的单载波超宽带信道均衡研究

单载波超宽带通信系统的均衡在芯片实现中面临高吞吐率、高性能和低复杂度三方面问题。该文首先比较了最大似然均衡(MLSE)、线性均衡(LE)、判决反馈均衡(DFE)及单载波频域均衡(SC-FDE)在性能、复杂度及高速化实现上的优缺点,并综合考虑SC-UWB系统这一特殊的应用场景最终选择了DFE。然后针对DFE算法中的三个关键参数——前馈阶数Nf,反馈阶数Nb及判决延迟D,提出了一种实际系统中有效且实用的参数优化设计策略,最后仿真证明了优化策略的实用性和有效性。

三类超宽带芯片设计方案的比较分析

根据使用的载波方式,现有的超宽带芯片设计方案可具体划分为无载波超宽带、单载波超宽带和多载波超宽带三类。这三类芯片设计方案虽然都比较成熟,但由于均存在一些技术难点,所以目前并未有一种方案取得绝对优势并得到广泛应用。通过对相关技术和芯片设计实例的研究,从系统复杂度、峰均功率比、系统总功耗、抗频率选择性衰落、载波同步、码元同步和扩频增益这七个方面对三类超宽带芯片设计方案进行了比较分析,为不同应用场景下芯片设计方案的选型提供了参考。

超宽带无线视频监控系统的设计与实现

针对无线视频采集设备高速率、小体积、低功耗的要求,建立了基于低功耗摄像头和无线超宽带技术的视频监控系统设计方案。采用VS6724摄像头实现视频采集,单载波UWB(SC-UWB)方案实现无线传输,既满足了视频采集设备对于体积和功耗的要求,又有效对抗了多径的影响。基于PC平台实现视频解码与播放,可移植性强。验证了系统基于FPGA和PC平台构建,在密集多径和深度衰落的实际场景下,测试效果良好。

基于物理层的超宽带(UWB)通信技术

超宽带（UWB）通信是一种与其它技术有很大不同的无线通信技术，它具有通信容量大、辐射功率密度低，抗多径干扰，结构简单和保密性好等优点。UWB技术是一种基于物理层的技术。文章对UWB的概念及其应用作了简单阐述，详细介绍了UWB技术不同于传统通信技术的几种实现方法：无载波调制、单载波DS-CDMA、多载波MB-OFDM及普通信号模式。

单载波UWB系统中OOK调制电路设计与实现

设计并实现了一种基于单载波UWB(U ltra-w ide Band)通信系统中OOK(On-off Keying)调制电路,电路通过UWB极窄脉冲控制B JT振荡器的导通或截止来实现UWB信号对载波的调制,将UWB信号的中心频率搬移到FCC开放频段(3.1 GHz^10.6 GHz)。通过对实际电路的测试,得出当UWB脉冲重复速率为310 MHz时,可以实现载波对UWB信号稳定、高效的调制,结果证明此电路是一种非常有效的调制电路。

单载波超宽带下判决反馈均衡器芯片优化设计

单载波超宽带通信系统的均衡在芯片实现中面临高吞吐率、高性能和低复杂度3方面问题。该文从广播结构电路表达、delayed-sign-LMS系数更新算法和寄存器重采样芯片设计方法学3个角度提出一种适合芯片实现的判决反馈均衡(DFE)结构。该结构以标准LMS-DFE为基础,克服自适应反馈滤波器中迭代界对吞吐率的影响,解决广播结构中输入高扇出带来的延时和功耗问题。仿真结果表明:与直接结构LMS-DFE相比,该结构性能损失在0.1dB之内。芯片综合表明,基于Smic.18 CMOS工艺,吞吐率达到125Mb/s,与广播结构delayed-LMS-DFE相比,面积减少23%,功耗降低33%。

单载波超宽带系统的时域分数级分集方法

单载波超宽带(SC-UWB)系统存在长时延密集多径,严重影响系统性能。传统信道均衡方法的均衡效果不够理想,而传统分集方法的硬件复杂度高且数据冗余量大。该文提出一种单载波频域均衡(SC-FDE)与时域分数级分集联合设计方法,以对抗超宽带(UWB)系统的复杂密集多径。该方法在发端为两个或多个信息支路配备一个分集支路;收端先进行SC-FDE,然后将信息支路和分集支路得到的均衡结果进行基于后验概率的分集合并或低复杂度的等增益分集合并,最终恢复出原始数据。该方法具有单天线、低冗余的特点,仅需1.5倍或更低倍数的分集,即可取得良好的分集增益。仿真结果表明:在误码率为10-3下,该方法与SC-FDE相比有3dB的分集增益。

窄脉冲波形对超宽带无线通信性能的影响

超宽带无线通信系统中，窄脉冲信号犹如常规无线通信的载波信号。本文讨论窄脉冲波形的特点和传播特性，主要比较高斯单周期脉冲(Gaussian Monocycle)、高斯脉冲(Gaussian Pulse)、曼彻斯特脉冲(Manchester Pulse)和升余弦脉冲(Raised Cosine Pulse)等波形的频谱特性、和在PPM调制下的误码率性能。

一种新的有效的MIMO-UWB信道模型及其在STBC-UWB系统中的应用

现存的MIMO-UWB(multi-input multi-output ultra wideband)信道模型不能准确地评价UWB通信系统的性能。文章采用平行波近似理论,在单输入单输出UWB双向信道模型的基础上,结合实际信道测量提出了一种新的有效的MIMO-UWB信道模型并把它应用到STBC-UWB(space time blockcoding ultra wideband)单载波频域均衡系统中。仿真结果表明,该信道模型可以很好地逼近室内测量信道,比子信道相互独立的信道模型能更好地评价系统的误码率性能。

SC-FDE UWB系统连续窄带干扰抑制

针对单载波频域均衡超宽带无线通信系统信道中存在的连续窄带干扰问题,提出一种基于傅里叶变换的快速动态双门限窄带干扰抑制算法.该方法首先将系统信号经快速傅里叶变换到频域,然后将得到的频谱进行分段处理,用分段后的频谱动态估计系统的高低门限,从而确定干扰的位置,最后用基于最小二乘拟合求压缩比的方法将窄带干扰去除.理论分析和仿真结果表明,在极度频选室内CM4信道模型下,所提出方法可以有效抑制系统中存在的连续窄带干扰,使系统性能得到明显改善.

SC-FDE UWB系统WMMDT抗窄带干扰信道估计

针对单载波频域均衡超宽带无线通信系统信道估计中存在的窄带干扰问题,提出了一种基于小波模极大值动态阈值的信道估计方法。该方法在信道最小二乘估计的基础之上进行小波模极大值动态阈值(WMMDT)计算,检测到窄带干扰的位置,然后通过插值法恢复干扰处信道频响。仿真结果表明,在极度频选室内CM4信道模型下,所提出方法较传统方法信道估计性能得到明显改善且复杂度增加不多。

联合载波恢复的高速均衡器设计及ASIC实现

单载波超宽带均衡器面临高达600Mb/s速率的挑战,同时要满足高性能、低复杂度以及低功耗的要求。传统均衡器无法同时满足上述要求。为克服传统均衡器结构的不足,该文提出了一种载波恢复与并行均衡器联合的环路结构。仿真结果表明该环路结构同时消除了码间干扰以及载波频偏,达到系统所需的性能要求。整个单载波超宽带接收机在台积电(TSMC)0.13um CMOS工艺下实现了流片,流片结果表明具有联合环路结构的均衡器功耗仅为12.4mW,仅占整个芯片功耗的4%,面积为1.8mm×0.9mm,占整个芯片面积的10%,满足低功耗和低复杂度的需求。