基于快速跳頻OFDM的UWB系統(tǒng)研究(圖文)

1、基于快速跳頻OFDM的UWB系統(tǒng)研究(圖文)論文導(dǎo)讀：于是就能得到一種FFH/OFDM發(fā)射接收框圖如圖2所示，這樣只要在常規(guī)OFDM基礎(chǔ)之上加一個(gè)相位加權(quán)單元即可實(shí)現(xiàn)FFH/OFDM的發(fā)射。本文將FFH/OFDM擴(kuò)展至UWB物理層，F(xiàn)FH/OFDM通過充分利用OFDM符號(hào)內(nèi)的頻率分集比常規(guī)OFDM具有更強(qiáng)的抗頻率選擇性衰落能力，并且在多徑時(shí)延很大信道中獲得更高的性能增益，而實(shí)現(xiàn)方法只是在常規(guī)OFDM上增加一個(gè)相位加權(quán)單元，系統(tǒng)復(fù)雜度基本不變。關(guān)鍵詞：FFH/OFDM，UWB，多徑時(shí)延，UWB信道快速跳頻多載波OFDM（FFH/OFDM）是最近提出的一種新技術(shù)1，通過在每個(gè)OFDM符號(hào)內(nèi)進(jìn)行跳頻

2、可以充分利用OFDM符號(hào)內(nèi)的頻率分集。無線個(gè)域網(wǎng)（WPAN）使用超寬帶（UWB）技術(shù)實(shí)現(xiàn)短距離高速數(shù)據(jù)傳輸，UWB采用OFDM作為其傳輸技術(shù)之一2，在某些場合對設(shè)備的復(fù)雜度和功耗有嚴(yán)格的要求，使得復(fù)雜的編碼技術(shù)和多天線技術(shù)（MIMO）等不適用3。將FFH/OFDM技術(shù)引入U(xiǎn)WB物理層在未編碼時(shí)比常規(guī)OFDM可以獲得4-5dB的性能增益，而與5/8碼率的卷積碼性能相當(dāng)4，并且可以保持設(shè)備的復(fù)雜度不變。本文進(jìn)一步分析了FFH/OFDM在UWB不同信道模型下的性能，仿真結(jié)果及分析表明FFH/OFDM-UWB 在具有更大多徑時(shí)延的信道條件下可以獲得更大的性能增益。因此FFH/OFDM-UWB比OFDM

3、-UWB更適用于WPAN環(huán)境，并可將FFH/OFDM技術(shù)推廣至更一般的無線通信環(huán)境。1 FFH/OFDM基本原理1.1 FFH/OFDM概述設(shè)OFDM的子載波數(shù)為M，F(xiàn)FH/OFDM將OFDM的符號(hào)周期T分成M個(gè)時(shí)隙。周期T內(nèi)，經(jīng)過調(diào)制映射的復(fù)信號(hào)數(shù)據(jù)分別由頻率（）發(fā)送，在不同的時(shí)隙內(nèi)由不同的頻率發(fā)送，這樣對于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)而言，就實(shí)現(xiàn)了跳頻，并且跳頻速率為M跳/符號(hào)。對于OFDM來說，M取值一般較大，因此可以稱之為快速跳頻。圖1表示了子載波數(shù)M=4時(shí)，符號(hào)周期內(nèi)頻率跳變規(guī)律，其橫坐標(biāo)表示符號(hào)周期內(nèi)的不同時(shí)隙，縱坐標(biāo)表示子載波的頻率，通過循環(huán)移位實(shí)現(xiàn)跳頻，跳速為4跳/符號(hào)。圖1 FFH/ OFDM符號(hào)周期內(nèi)的跳頻規(guī)律 圖2 FFH/OFDM發(fā)射接收框圖從圖1可以看出在不同的時(shí)隙，每個(gè)數(shù)據(jù)在不同的子載波上發(fā)送，這是與傳統(tǒng)的OFDM不同之處。符號(hào)周期T內(nèi)每個(gè)子載波均先后發(fā)送過數(shù)據(jù)，所以可以認(rèn)為是一個(gè)頻率分集過程。這樣當(dāng)某些子載波上受到的干擾或衰落的影響較大時(shí)，由于跳頻的引入，使得同一個(gè)數(shù)據(jù)在符號(hào)周期T內(nèi)經(jīng)歷了所有的子載波，實(shí)現(xiàn)了頻率分集，因此FFH/OFDM具有更好的抗頻率選擇性衰落能力。1.2 FFH/OFDM信號(hào)的等效低通表示FFH/OFDM信號(hào)的等效低通表達(dá)式為 (1) 式中表示第個(gè)OFDM符號(hào)向量中第個(gè)復(fù)信號(hào)，表示