超寬帶（UWB）定位系統(tǒng)發(fā)射機(jī)基帶的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，功能模塊分解、硬件實(shí)現(xiàn)

3.1.6導(dǎo)頻和保護(hù)子載波插入

在實(shí)際信道中，接收機(jī)接收到的信號(hào)都會(huì)存在一定的頻率偏差，雖然可以利用訓(xùn)練序列進(jìn)行信道均衡，頻率偏差校正，但仍然會(huì)存在一定的剩余頻率偏差，而且這個(gè)偏差會(huì)隨著時(shí)間的增加而不斷的積累，造成所以子載波產(chǎn)生一定的相位偏轉(zhuǎn)。因此，我們需要對(duì)參考相位進(jìn)行不斷的跟蹤，這樣就需要在子載波中插入導(dǎo)頻信號(hào)。

一個(gè)OFDM符號(hào)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)QPSK映射后形成100個(gè)連續(xù)的復(fù)數(shù)信號(hào)，將這些數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)分別對(duì)應(yīng)到128個(gè)子載波（標(biāo)號(hào)從 -64~63）中的100個(gè)子載波上，12個(gè)導(dǎo)頻對(duì)應(yīng)到-55，-45，-35，-25，-5，-5,5,15,25,35,45和55這12個(gè)子載波上，10個(gè)保護(hù)子載波位于每個(gè)OFDM符號(hào)的邊緣，即 -61，-60，···，-57和57,58，···61上。對(duì)應(yīng)中心頻率的0號(hào)子載波和 -64，-63，-62,62,63號(hào)子載波上填充零值，這樣就可以保證系統(tǒng)子載波頻譜集中，從而使得系統(tǒng)占用的頻譜帶寬盡可能的窄，以節(jié)約頻譜資源，減少信道間干擾。

在所有的PLCP前導(dǎo)符之后的OFDM符號(hào)中，子載波的12個(gè)被指定為導(dǎo)頻信號(hào)，以便于相干檢測(cè)，和提供魯棒性用以克服頻率偏移和相位噪聲，插入的12個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)依次為：“1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1”。根據(jù)偽隨機(jī)序列生成器生成的序列，這些導(dǎo)頻信號(hào)的極性需要做相應(yīng)的變化。即如果擾碼器輸出為“1”的話，下一個(gè)符號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)變化為 “-1 ,-1,1,1-,1,-1,1,-1,1,-1,-1,-1”。初始種子可以與擾碼器的一致。

保護(hù)子載波是為了防止有效子載波偏移到帶外，導(dǎo)致信號(hào)丟失而產(chǎn)生的，也可以用來(lái)改善性能，這些載波上的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)通過(guò)從OFDM符號(hào)最近的邊緣復(fù)制最外面的承載數(shù)據(jù)的子載波產(chǎn)生，如下所示

（3-8）

由于導(dǎo)頻和保護(hù)子載波插入之后是IFFT模塊，因此本系統(tǒng)使用RAM來(lái)進(jìn)行插入，我們將數(shù)據(jù)子載波，導(dǎo)頻子載波，保護(hù)子載波上的數(shù)據(jù)按IFFT變換的要求寫入RAM中，在使用128點(diǎn)IFFT變換時(shí)，輸入的100個(gè)數(shù)據(jù)的標(biāo)號(hào)首先按照如下公式進(jìn)行變換。其中-55，-45，-35，-25，-5，-5,5,15,25,35,45和55，以及-61，-60，···，-57和57,58，···61即為插入導(dǎo)頻和保護(hù)子載波處。

（3-9）

3.1.7IFFT

離散傅里葉變換（DFT）在數(shù)字信號(hào)處理中有著非常的作用，MB-OFDM-UWB的復(fù)等效基帶信號(hào)可以用離散傅里葉反變換（IDFT）的方法得到，但是由于DFT的計(jì)算量復(fù)雜度會(huì)隨著N的增加呈二次方增長(zhǎng)，當(dāng)N較大時(shí)，DFT的計(jì)算量太大，使得系統(tǒng)無(wú)法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理。因此，當(dāng)更加方便快捷的快速傅里葉變換（FFT）被提出來(lái)之后，便很快得到了廣泛的應(yīng)用。

3.2本章小結(jié)

本章首先根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求，對(duì)超寬帶發(fā)射基帶處理系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將其進(jìn)行模塊化的劃分，對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行理論研究和設(shè)計(jì)方案的制定，為系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)作必要的理論鋪墊。