超寬帶認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)
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常規(guī)的UWB基帶脈沖，如矩形脈沖、高斯脈沖，具有很大的支流分量，工程應(yīng)用價值不大。而高斯單周期脈沖雖然沒有支流分量，但仍需經(jīng)歷一個復(fù)雜的參數(shù)調(diào)整過程才能滿足FCC的頻譜要求。為此，一些新型的適配脈沖產(chǎn)生技術(shù)應(yīng)運而生。
2.1 基于PSWF的正交脈沖
文獻(xiàn)、、等探討了能滿足共存要求和干擾避免要求的優(yōu)化波形設(shè)計，提出了軟頻譜適配SSA-UWB方案。為實現(xiàn)該方案，文獻(xiàn) 探討了一種利用回轉(zhuǎn)橢球波函數(shù)(Prolate Spheroidal Wave Functions, PSWF)涉及脈沖波的方法，這些基于PSWF的脈沖就將作為適配波形中的核心小波序列。
將3.1GHz～10.6GHz頻段內(nèi)的任意一個子頻帶看作是一個濾波器，對其輸入一個核心函數(shù)后，可以獲得一系列脈沖波。這些脈沖波可以更進(jìn)一步地進(jìn)行組合從而形成一個適應(yīng)多頻帶系統(tǒng)的復(fù)雜波形?；赑SWF的正交脈沖波形構(gòu)成了所提出的軟頻譜適配SSA的基礎(chǔ)，并且特別適合用于脈沖波形調(diào)制以及多用戶接入環(huán)境。
基于PSWF的脈沖波形可以應(yīng)用于M進(jìn)制脈沖波形調(diào)制(M-ary PSM)中，其基本思想是利用波形的正交性來組合波形，然后采用組合后的波形進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，這樣在提高傳輸速率的同時降低了所需波形的數(shù)量。在這里把包括內(nèi)鍵控和外鍵控的軟頻譜鍵控(Soft-Spectrum Keying, SSK)策略應(yīng)用到基于PSWF的M-ary PSM中，或者應(yīng)用到采用時跳-頻跳序列(Time-Frequency-Hopping Sequence, TFHS)的多接入系統(tǒng)中。在內(nèi)鍵控中采用二相調(diào)制，比如BPSK和QPSK；具有正交特性的脈沖波形調(diào)制則應(yīng)用于外鍵控中。脈沖重復(fù)間隔(PRI)是可變的，以適應(yīng)不同的速率要求、不同的信道條件和干擾環(huán)境。
2.2 適配脈沖整形技術(shù)
正如上文所述，為了能滿足頻譜共享和避免干擾的要求，超寬帶認(rèn)知無線電的波形應(yīng)能適應(yīng)任何頻譜要求。然而目前要實現(xiàn)一個完全“任意的”優(yōu)化 UWB波形還是相當(dāng)困難的。原因在于數(shù)字信號處理技術(shù)的限制：目前的模/數(shù)、數(shù)/模轉(zhuǎn)換器沒有足夠快的運算速度來實現(xiàn)一個真正的認(rèn)知無線電系統(tǒng)。因此，探討實現(xiàn)適配波形的一些基本問題，對 于超寬帶認(rèn)知無線電的發(fā)展具有探索性的意義。
文獻(xiàn)中論述了在實現(xiàn)適配波形時數(shù)字量化的影響（如圖2所示），進(jìn)而探討了數(shù)/模轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)這樣的超寬帶認(rèn)知波形需要的比特/抽樣數(shù)量?？梢钥闯觯?比特/抽樣的分辨率已經(jīng)足夠保持波形的諸如凹槽寬度和凹槽深度等頻譜特征。而且在抽樣頻率在18GHz的時候，適配波形依然保持了其頻譜特性，盡管此時凹槽的深度變得稍淺，但仍可接受(＞20dB)。
考慮到目前的高速數(shù)字信號處理技術(shù)，可以認(rèn)為上述CR-UWB適配波形完全可以由18GHz抽樣頻率的低比特分辨率(4 比特/抽樣)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器實現(xiàn)。
本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/157051.htm
圖2 適配脈沖波形及其頻譜特性
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