脉冲∪WB接收机设计

   脉冲UWB接收机主要由接收天线、低噪声放大器、UWB脉冲信号检测电路、 J07H069.02数据信息解码解调等几部分组成,其具体结构如图4.37所示。其工作过程为:接收端通过UWB天线接收自空间无线信道传输来的UWB脉冲信号,接收信号经低噪声放大器放大后,送入UWB脉冲信号检测电路,恢复出数字电平信号,经过解调输出要传输的信息,最后在通过解码恢复出原文信息。

    图437 UWB通信系统接收机结构框图

    在钨矿矿井下,UWB信号传输存在时延和多径衰落的特性,因此接收机如何才能准确地检测到UWB脉冲信号而不增加系统功耗与成本,同时不降低系统的可靠性是脉冲UWB接收机设计的关键。目前,国内外现有UWB接收机方案的研究基本上可以归结为两类:相关接收机与非相关接收机。在密集多径的条件下,性能最优的相关接收机一般通过RAKE接收机来实现,但是UWB无线通信信道的多径传播导致信号能量严重弥散,RAKE接收机通常需要大量的叉指数来捕获更多的信号能量,而且RAm接收机为了获得采样时间宽度为纳秒级的UWB极窄脉冲信号,需要高频时钟参考信号,而有些RAKE接收机系统需要锁相环以及高速ADC电路,这样无疑增加RAKE接收机的复杂度,增加了系统功耗。非相关接收机虽然在性能上较相关接收机差,但是非相关接收机无需锁相环以及高速ADC电路,无需实现信道估计与精确相位控制,因而系统结构较为简单,功耗较低。鉴于此,本章结合相关接收机方案与非相关接收机方案的各自优点,提出一种结构简单并行检测接收机方案,通过采用多路并行检测电路工作的方式来实现对UWB极窄脉冲信号的快速检测。