超寬帶（UWB）定位系統發(fā)射機基帶的系統設計，功能模塊分解、硬件實(shí)現

3.1.6導頻和保護子載波插入

在實(shí)際信道中，接收機接收到的信號都會(huì )存在一定的頻率偏差，雖然可以利用訓練序列進(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(zhù)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。因此，我們需要對參考相位進(jìn)行不斷的跟蹤，這樣就需要在子載波中插入導頻信號。

一個(gè)OFDM符號的數據經(jīng)過(guò)QPSK映射后形成100個(gè)連續的復數信號，將這些數據的復數分別對應到128個(gè)子載波（標號從 -64~63）中的100個(gè)子載波上，12個(gè)導頻對應到-55，-45，-35，-25，-5，-5,5,15,25,35,45和55這12個(gè)子載波上，10個(gè)保護子載波位于每個(gè)OFDM符號的邊緣，即 -61，-60，···，-57和57,58，···61上。對應中心頻率的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子載波頻譜集中，從而使得系統占用的頻譜帶寬盡可能的窄，以節約頻譜資源，減少信道間干擾。

在所有的PLCP前導符之后的OFDM符號中，子載波的12個(gè)被指定為導頻信號，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(gè)導頻信號依次為：“1,1,-1,-1,1,1,-1,1,-1,1,1,1”。根據偽隨機序列生成器生成的序列，這些導頻信號的極性需要做相應的變化。即如果擾碼器輸出為“1”的話(huà)，下一個(gè)符號的導頻信號變化為 “-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，導致信號丟失而產(chǎn)生的，也可以用來(lái)改善性能，這些載波上的數據應當通過(guò)從OFDM符號最近的邊緣復制最外面的承載數據的子載波產(chǎn)生，如下所示

（3-8）

由于導頻和保護子載波插入之后是IFFT模塊，因此本系統使用RAM來(lái)進(jìn)行插入，我們將數據子載波，導頻子載波，保護子載波上的數據按IFFT變換的要求寫(xiě)入RAM中，在使用128點(diǎn)IFFT變換時(shí)，輸入的100個(gè)數據的標號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即為插入導頻和保護子載波處。

（3-9）

3.1.7IFFT

離散傅里葉變換（DFT）在數字信號處理中有著(zhù)非常的作用，MB-OFDM-UWB的復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的計算量復雜度會(huì )隨著(zhù)N的增加呈二次方增長(cháng)，當N較大時(shí)，DFT的計算量太大，使得系統無(wú)法對問(wèn)題進(jìn)行實(shí)時(shí)的處理。因此，當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用。

3.2本章小結

本章首先根據系統設計需求，對超寬帶發(fā)射基帶處理系統進(jìn)行設計，并將其進(jìn)行模塊化的劃分，對各個(gè)部分進(jìn)行理論研究和設計方案的制定，為系統的實(shí)現作必要的理論鋪墊。