使用直接合成技术生成UWB-WiMedia信号

发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:350

　　引言

　　本文重点介绍了直接生成基于wimedia的uwb信号的测试测量需求。它讨论了生成超宽带跳频信号可以使用的不同方法。为提供高数据速率，在2002年，fcc批准在3.1～10.6ghz的频谱中无须牌照使用uwb设备，前提是信号带宽要高于载频的25%，即部分带宽=(fh-fl)/fc>25%或总带宽>1.5ghz。其中一种方法是采用多频段ofdm技术的uwb-wimedia。wimedia规范把uwb频谱分成6个频段组，其中5个(第1个到第4个及第6个)频段组由3个频段组成，第5个频段组由两个频段组成。每个频段的带宽为528mhz。物理层采用ofdm技术，在528mhz的每个频段中有122个音调。然后使用时间频率代码(tfc)分布 ofdm包。它一共定义了两种扩频：一种用于三个频段上的跳频，称为时间频率通道复用(tfi)；另一种在单个频段中发送，称为固定频率通道复用 (ffi)。

　　对5个频段组(第1个到第4个及第6个)，共定义了10个tfc，其中包括7个tfi和3个ffi。对第五个频段组，共定义了3个ffi，因此通道总数达到53个。

　　发射机wimedia rf信号定义为：

　　信道化

　　每个频段组可以使用最多10个不同的tfc代码，定义独特的逻辑通道。

　　下面的表1中列出了频段组1的tfc和相关基本序列。

表1 频段组1的tfc和相关基本序列

　　有3个频段的tfc#1的符号表示如图1所示。

图1 3个频段的tfc#1的符号表示

　　挑战

　　生成测试各种设备的wimedia信号是一个挑战，其不仅用于一致性测试，还用来确定工作余量。目前，有两种方式生成wimedia信号。

　　第一种方法

　　第二种方法

　　这两种方法各有优缺点。在第一种方法中，尽管它提供了任意波形发生器的所有优势，如创建包括失真和损伤的实际环境信号，但在rf上跳频需要使用昂贵复杂的方法，如外部跳频装置，而wimedia规范要求必须在rf上跳频。尽管第二种方法能够实现跳频信号，但它没有awg的灵活性和机动性。

　　这里的挑战是怎样同时实现这两种方法的优点。本文介绍了一种最佳途径，通过使用任意波形生成技术实现这一目标。

　　实现

　　在高达10ghz的载频上合成带宽超过1.5ghz的信号，超出了无线通信测试中使用的传统矢量信号生成方法的能力。必需的调制和基带带宽、信号i和q成分中任何幅度、定时和频响未对准带来的影响，都需要进一步提高，得到的信号才能实现要求的质量水平。下面介绍了三种可能的uwb信号生成方法。

　　1. iq基带生成和正交调制:这是一种传统矢量信号生成方法。可以通过两种方式实现跳频：对每个符号以要求的频率漂移合成基带iq对，或在iq调制器上改变 lo频率。在跳频信号的实际基带生成中，要求使用双通道awg，采样率应在2gs/s左右，模拟带宽约为1ghz。在iq调制器上通过控制载频实现跳频，要求能够在不到70ns的时间内跳频1ghz以上。由于采样率和跳频速度的局限性，当前实现方案只能生成非跳频信号。在i和q基带成分中使用两条不同的信号路径时，他们的对准是获得满意结果的关键。必需认真进行长时间校准，这要求额外的高性能分析设备，由于相关的温度和时间漂移，可能要频繁地进行校准。

　　2. if生成和上变频器:在这种方法中，使用单通道awg生成uwb信号，输送到覆盖要求的频率范围的上变频器中。awg的实际要求取决于跳频操作的实现方式。生成非跳频信号要求的最低采样率是1.5gs/s。生成跳频信号要求两倍的采样率(>3.2gs/s)。这一系统中使用的上变频器对非跳频

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