超寬帶無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計
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應(yīng)用層成幀模塊將圖像幀封裝成應(yīng)用層幀，并添加序列號、幀長度與校驗和到幀尾（見圖2），用來在接收和顯示端檢測不同類型的錯誤。攝像頭輸出的JPEG 圖像自帶幀頭與幀尾標(biāo)識，幀頭為0xFFD8，幀尾為0xFFD9。
在應(yīng)用層成幀的時候，借用了JPEG 的幀頭與幀尾，化簡了成幀操作。
物理層適配模塊完成攝像頭與物理層的速率適配。
實驗發(fā)現(xiàn)，VS6724 輸出圖像數(shù)據(jù)并不是連續(xù)的，而是使用數(shù)據(jù)有效信號提供包絡(luò)， 數(shù)據(jù)具有較強(qiáng)的突發(fā)性，且攝像頭輸出數(shù)據(jù)的時鐘速率高于物理層讀取數(shù)據(jù)的時鐘速率，因此必須采用緩存隊列的方式，保證突發(fā)數(shù)據(jù)不丟失。經(jīng)過試驗與計算，在幀率25 f/s 的工作狀態(tài)下，使用2 kbyte 的緩存隊列， 可以保證突發(fā)性最嚴(yán)重的數(shù)據(jù)也不會丟失。
4 UWB 發(fā)送端設(shè)計
UWB 發(fā)送端結(jié)構(gòu)如圖3 所示， 包括UWB 基帶發(fā)送和UWB 射頻發(fā)送兩部分。在基帶發(fā)送部分，經(jīng)過適配的視頻數(shù)據(jù)通過擾碼增加偽隨機(jī)性，再經(jīng)過信道編碼，插入訓(xùn)練序列后進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，之后完成物理層成幀處理，再經(jīng)過波形成型濾波器，發(fā)往射頻發(fā)送模塊。在射頻發(fā)送模塊，經(jīng)過基帶處理的數(shù)據(jù)通過混頻器調(diào)制到射頻，然后經(jīng)由功率放大器（PA）和帶通濾波器（BPF），由天線發(fā)射出去。
相對于接收端，UWB 發(fā)送端結(jié)構(gòu)簡單，易于小體積、低功耗的實現(xiàn)。為了滿足傳輸性能的需求，在信道編碼模塊采用了RS 碼與卷積碼的級聯(lián)碼配合交織，提高糾錯能力，對抗突發(fā)錯誤。在擴(kuò)頻調(diào)制之前插入訓(xùn)練用PN 序列，方便接收端均衡器的自適應(yīng)調(diào)整。擴(kuò)頻調(diào)制使用BPSK調(diào)制方式，選擇擴(kuò)頻比為2。擴(kuò)頻調(diào)制之后的成幀處理，加入了前導(dǎo)序列、幀頭序列以及跟蹤序列（見圖4），以便接收端完成捕獲、同步和跟蹤的重要任務(wù)。這3 個序列同樣使用PN 序列。濾波成型使用了根升余弦濾波器，選擇滾降系數(shù)為1，使頻帶內(nèi)發(fā)射功率盡可能大。
5 UWB 接收端設(shè)計
5.1 UWB 射頻接收端設(shè)計
UWB 接收端承擔(dān)著對抗多徑衰落的重要任務(wù)，因此其設(shè)計復(fù)雜度比發(fā)送端高很多。UWB 接收端也包括射頻接收與基帶接收兩部分。在射頻接收部分（見圖5），使用零中頻正交解調(diào)的方式處理射頻信號。射頻信號經(jīng)低噪放大器（LNA）與射頻放大器（RFA）實現(xiàn)低噪聲放大，再經(jīng)正交混頻，產(chǎn)生I，Q 信號，供基帶載波恢復(fù)使用。自動增益控制放大器（AGC） 將混頻后的信號幅度調(diào)整至適合ADC滿幅工作的狀態(tài)，低通濾波器（LPF）濾除高頻分量后，信號被送至基帶接收部分處理。
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