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

3.1.6導(dǎo)頻和保護子載波插入

在實際信道中，接收機接收到的信號都會存在一定的頻率偏差，雖然可以利用訓(xùn)練序列進行信道均衡，頻率偏差校正，但仍然會存在一定的剩余頻率偏差，而且這個偏差會隨著時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，我們需要對參考相位進行不斷的跟蹤，這樣就需要在子載波中插入導(dǎo)頻信號。

一個OFDM符號的數(shù)據(jù)經(jīng)過QPSK映射后形成100個連續(xù)的復(fù)數(shù)信號，將這些數(shù)據(jù)的復(fù)數(shù)分別對應(yīng)到128個子載波（標(biāo)號從 -64~63）中的100個子載波上，12個導(dǎo)頻對應(yīng)到-55，-45，-35，-25，-5，-5,5,15,25,35,45和55這12個子載波上，10個保護子載波位于每個OFDM符號的邊緣，即 -61，-60，···，-57和57,58，···61上。對應(yīng)中心頻率的0號子載波和 -64，-63，-62,62,63號子載波上填充零值，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符號中，子載波的12個被指定為導(dǎo)頻信號，以便于相干檢測，和提供魯棒性用以克服頻率偏移和相位噪聲，插入的12個導(dǎo)頻信號依次為：“1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1”。根據(jù)偽隨機序列生成器生成的序列，這些導(dǎo)頻信號的極性需要做相應(yīng)的變化。即如果擾碼器輸出為“1”的話，下一個符號的導(dǎo)頻信號變化為 “-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。

保護子載波是為了防止有效子載波偏移到帶外，導(dǎo)致信號丟失而產(chǎn)生的，也可以用來改善性能，這些載波上的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)通過從OFDM符號最近的邊緣復(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)頻和保護子載波插入之后是IFFT模塊，因此本系統(tǒng)使用RAM來進行插入，我們將數(shù)據(jù)子載波，導(dǎo)頻子載波，保護子載波上的數(shù)據(jù)按IFFT變換的要求寫入RAM中，在使用128點IFFT變換時，輸入的100個數(shù)據(jù)的標(biāo)號首先按照如下公式進行變換。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)頻和保護子載波處。

（3-9）

3.1.7IFFT

離散傅里葉變換（DFT）在數(shù)字信號處理中有著非常的作用，MB-OFDM-UWB的復(fù)等效基帶信號可以用離散傅里葉反變換（IDFT）的方法得到，但是由于DFT的計算量復(fù)雜度會隨著N的增加呈二次方增長，當(dāng)N較大時，DFT的計算量太大，使得系統(tǒng)無法對問題進行實時的處理。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)計需求，對超寬帶發(fā)射基帶處理系統(tǒng)進行設(shè)計，并將其進行模塊化的劃分，對各個部分進行理論研究和設(shè)計方案的制定，為系統(tǒng)的實現(xiàn)作必要的理論鋪墊。