一个用于非相干脉冲超宽带的能量检测接收机

本文提出一个用脉冲超宽带体制的非相干接收机 。提出的接收机前端包含高增益地噪声放大器,一个高频检波器以及用于放大检波后信号的中频放大器。低噪声放大器采用了电容交叉耦合和电流复用技术用于在适当功耗下获得高增益和低噪声性能。检波器部分包含平方器和积分器。在400MHz的脉冲速率下,整个电路在1.8V电源下消耗电流41.2mA。最终的能量利用率为0.19nJ每脉冲。芯片在0.18 um CMOS工艺下实现,芯片面积为2.11.4 mm2 ,核心面积为1.70.98 mm2.     

针对UWB-PPM多径信号的加权非相干接收机性能分析

针对UWB-PPM多径信号下加权非相干接收机的误码性能表达式及相应的加权系数组合进行了推导,在此基础上通过计算机仿真对加权非相干接收机的有效性进行了验证,对子积分区间宽度及定时误差的影响进行了数值分析。结果表明,加权非相干接收机在理想情况下具有至少3dB以上的性能提升,并对子积分区间及定时误差的影响具有一定的强健容忍能力。     

一种针对UWB-PPM多径信号的加权非相干接收机设计方案

由于实现简单,基于能量检测的非相干超宽带(UWB:Ultra-Wideband)接收机对一些低速数据应用具有很大的吸引力,但另一方面,相对于相干接收机来说其误码性能一般较低.为了提高其误码性能,一种采用子分区积分加权合并的优化措施在文献[4]中被提出.本文针对加权非相干接收机在UWB-PPM多径信号下的情况进行了研究,推导了相应的闭式误码性能表达式,并进一步分析了该接收机的最佳和准最佳加权系数组合.通过计算机仿真对加权非相干接收机的误码性能分析和准最佳加权系数的有效性进行了验证,对子积分区间宽度的影响进行了分析.结果表明,加权非相干接收机在理想情况下至少具有3dB以上的性能提升,并对子积分区间宽度的影响具有一定的强健容忍能力.本文最后提出了一种简单灵活的加权非相干接收机结构设计方案,包括相应的加权系数估计算法和实现结构.     

A high speed sampler for sub-sampling IR-UWB receiver

A high speed sampler for a sub-sampling impulse radio UWB receiver is presented. In this design, the sampler uses a time-interleaved topology with a single track and hold circuit, full custom clock generator, and offset cancelled comparator. These three main blocks are also discussed and analyzed. The circuit was fabricated in 0.13 μm CMOS technology. Measurement results indicate that the sampler achieves a maximum 3 GS/s sampling rate. The power consumption of the sampler is 27 mW under a supply voltage of 1.2 V. The total chip area including pads is 1.4 × 0.97 mm2.     

一种用于欠采样脉冲式超宽带接收机中的高速采样器

本文提出了一种用于欠采样脉冲式超宽带接收机中的高速采样器。该采样器采用时间交错拓扑结构,包含独立的采样保持电路、全定制时钟产生器和失调消除比较器三个主要模块。这三个模块在文中进行了具体的讨论和分析。该电路采用0.13um CMOS工艺制造。测试结果表明,采样器实现了最高3 GHz的采样速度。在1.2 V电源电压下,其功耗为27 mW。包含引脚的芯片总面积为1.4×0.97 mm2。     

IR-UWB通信中基于错误图样正交分集的SRake接收技术

本文研究高速IR-UWB通信中选择性合并Rake接收机(Srake[1])的接收性能.研究结果表明在高速IR-UWB通信中,当合并分支数目增加时,一般SRake接收机的性能不随分集增益升高而变好.本文提出一种基于错误图样正交分集(Orthogonal Diversity Based on Error Samples,ODBES)的SRake接收方法,通过对错误图样的处理消除多径之间的相关性,增加合并信噪比,进而提高系统性能.分析和仿真结果表明,该改进的方法对密集多径环境下高速IR-UWB通信中SRake接收机性能有明显改善,对IR-UWB接收机的设计有实际的应用价值.     

IR-UWB测距中NLOS状态的鉴别

NLOS效应是IR-UWB测距定位系统中影响精度的主要因素之一。该文提出不依赖于信道估计,直接从接收信号采样序列中提取特征参量进行NLOS鉴别的方法,构造了采样序列的首均比与峰均比乘积作为鉴别参量,并与使用峭度和平均附加时延这两个参量的鉴别性能进行了对比。仿真结果表明：相干测距所对应的鉴别性能要好于非相干测距,原因是更为精确的DP检测结果及高采样速率使得参量提取值更能准确地反映信道状态信息;使用峭度和平均附加时延作为鉴别参量所能获得鉴别性能均不理想,而使用采样序列的首均比与峰均比乘积能使鉴别成功率提高10%左右。在定位模块中融入该文所获得的NLOS的鉴别结果将有助于定位精度的进一步提升。     

一种适合于非相干直扩信号捕获的方法

介绍了非相干直接序列扩频的基本概念,并建立了非相干直接序列扩频信号基带传输模型;在此基础上研究了直接序列扩频中捕获的难点,并提出一种基于后相关滤波和功率检测的捕获方法;最后,根据工程需要对系统进行了简化。仿真结果表明提出的捕获方法是适合非相干直接序列扩频的,且性能接近相干直接序列扩频。     

A low jitter, low spur multiphase phase-locked loop for an IR-UWB receiver

A low jitter,low spur multiphase phase-locked loop(PLL) for an impulse radio ultra-wideband(IR-UWB) receiver is presented.The PLL is based on a ring oscillator in order to simultaneously meet the jitter requirement, low power consumption and multiphase clock output.In this design,a noise and matching improved voltage-controlled oscillator(VCO) is devised to enhance the timing accuracy and phase noise performance of multiphase clocks.By good matching achieved in the charge pump and careful choice of the l...     

低功耗IR-UWB接收机和LNA设计研究

在分析各种超宽带(UWB)接收机系统结构的基础上,提出了一种低功耗IR-UWB接收机结构.该结构基于非相干通信机制,使用自混频技术和脉冲宽度调制方式(PPM).在该结构中,低噪声放大器(LNA)的低功耗优化是系统低功耗实现的关键.综合分析各种宽带LNA结构,提出了一种低功耗LNA设计.该LNA采用65 nmCMOS标准...     

一种用于脉冲式超宽带接收机的低抖动，低杂散多相输出锁相环

本文提出了一种用于脉冲式超宽带接收机的低抖动,低杂散多相输出锁相环。为了同时满足低抖动、低功耗和输出多相时钟这些需求,该锁相环基于一个环形振荡器结构。为了提高多相时钟的时间精度和相位噪声性能,设计了一个改善了噪声和匹配特性的压控振荡器。在设计中,通过良好的匹配电荷泵和仔细选择环路滤波器带宽来抑制参考频率杂散。测试结果表明,当载波频率为264 MHz时,1 MHz失调频率下的相位噪声为-118.42 dBc/Hz,均方根抖动为1.53 ps,参考频率杂散为-66.81 dBc。该芯片采用0.13 µm CMOS工艺制造,1.2 V电源电压下功耗为4.23 mW,占用0.14 mm2的面积。     

基于IR-UWB定位系统接收机的改进与实现

基于超宽带非相关检测的定位接收机,在引入AGC的基础上,对以往的脉冲超宽带室内定位接收机做进一步改进,重新对锁相环进行设计与实现。采用电荷泵式模数混合锁相环接收机对UWB脉冲信号到达时间(TOA)进行准确估计,实现室内环境精确测距,以达到准确定位的目的。通过硬件实现和实验论证了该方案的可靠性,对定位精度的提高具有良好的效果。     

Channel impulse response insensitive feature for non-coherent signal detection in molecular communication

To solve the inter-symbol interference (ISI) and background noise challenges of molecular communication via diffusion (MCvD),four ISI-resistant signal-features were deployed,and a reliable non-coherent signal detection algorithm,which was insensitive to different types of molecular channel impulse response (CIR),was proposed.Also,an adaptive decision threshold and theoretical bound of bit error rate (BER) were deduced.Simulation results demonstrate a lower BER of the proposed non-coherent scheme compared to the state-of-the-art schemes in the same order of computational complexity,therefore suggesting its potential applications for future nano-scale MC.     

基于高速ADC和FPGA的IR-UWB相干接收机设计

为了探索超宽带(UWB)技术的空间应用,设计了一款脉冲无线超宽带(IR-UWB)的全数字化相干接收机。本系统利用高速采样芯片ADC08D1000对IR-UWB信号进行双通道交织采样,接下来利用Xilinx FPGA对采样数据进行降速处理。按照二分搜索、相干捕获、脉冲跟踪的方案进行接收系统设计,并对该接收机进行了实际测试。最终实现了1 ns脉宽的IR-UWB信号的正确接收和1 Mb/s码速率的OOK编码通信。     

A continuous-time IR-UWB RAKE receiver for coherent symbol detection

The ultra-wide bandwidth released for unlicensed use by FCC a decade ago has initiated significant research efforts. The large ultra-wide bandwidth is attractive not only for increased data transfer speed but may also be exploited for added functionality like high-precision ranging in wireless sensor networks. RAKE based receivers are preferred for ultra-wideband (UWB) technology due to wide bandwidth. However, designing RAKE based correlating receivers remains quite challenging. Correlating receivers are also power consuming due to high-speed DSPs, ADC and matched filter. Timing synchronization is another issue associated with correlating receivers. In this paper a impulse radio ultra-wideband (IR-UWB) RAKE receiver is presented utilizing a continuous-time binary value coding scheme for power-efficiency and coherent symbol detection without the need for synchronization to achieve precise ranging using time-of-flight technique. A working prototype of the IR ranging transceiver which uses the IR-UWB RAKE receiver is presented with measured high-precision ranging towards 1.4 cm.     

一种改进的星载AIS信号非相干解调算法

针对星载船舶自动识别系统(AIS)无法避免的信号混叠问题,研究了AIS系统中应用最广泛的1比特差分和2比特差分解调,提出了一种1、2、3比特联合差分反馈的AIS信号非相干解调算法。该算法基于贝叶斯线性模型建立了最大似然估计的1、2、3比特联合差分解调结构,验证了在加性高斯信道中该算法比传统非相干解调算法有更好的抗信号混叠能力。仿真实验表明:该算法的解调误码率与1、2比特联合差分及2、3比特联合差分相比,当误码率(BER)等于10-2时,在加性高斯信道(AWGN)下具有1.5 dB的性能优势,同道干扰信道(CCI)下具有1~2 dB的性能优势。     

基于多符号分组的CPM软输出非相干检测算法

提出了一种CPM非相干检测算法,以连续多个符号为观测窗计算码字先验概率,以此完成CPM软解调计算操作,算法性能随着观测符号长度增加而提高。给出了非相干接收机结构,利用Walsh基函数扩展方法减少匹配接收计算量。仿真研究了不同CPM调制参数下卷积编码CPM系统非相干检测性能,结果表明,提出的非相干检测算法具有很好的顽健性,对于2CPM、4CPM串行级联编码调制,当观测长度为4个符号时,系统性能较单符号非相干检测算法有近6dB增益。     

一种基于新型同步算法的脉冲UWB能量检测接收器设计

在RFID和无线传感器网络等应用系统中,脉冲UWB(IR-UWB)技术的低功耗和低成本特点具有很大的优势。为了有效地降低功耗和成本,采用了一种基于能量检测,使用开关键控(OOK)调制的IR-UWB接收器,提出了一种使用能量补偿与自适应门限的新型同步与检测算法,此算法降低了接收器的能耗与硬件复杂度。通过对该接收器的仿真及用FPGA硬件实现,表明此算法降低了同步时的功耗及前导序列长度,提高了传输效率,同时保持了系统性能。测试结果表明此接收器架构能够满足在数据率10Mb/s时,功耗仅为1nJ/bit左右,具有低功耗、低复杂度的特点。     

北斗导航接收机LNA的设计与仿真

为了实现北斗卫星导航接收机射频前端的研制,根据接收机射频模块系统指标要求,包括增益、噪声系数、灵敏度等关键指标要求,提出一种基于ATF54143的LNA设计方案,采用两级结构,源极传输线负反馈稳定技术,实现输入最佳噪声匹配,输出共轭匹配设计,并用ADS软件进行仿真,得到增益32dB,噪声系数0.45dB,输入驻波比1.5。     

Correlated interference cancellation for IR-UWB

In this letter, we propose a hybrid analog/digital detection algorithm, the Correlated Interference Cancellation （CIC） algorithm, for Impulse Radio Ultra-WideBand （IR-UWB） system. The CIC algorithm correlates received signal with its delayed versions in the analog domain and samples the correlation output at the symbol rate. The symbol rate samples are processed in the digital domain to perform interference cancellation. Therefore, CIC works for high data rate systems with heavy InterSymbol Interference （ISI）. Simulation results show that CIC achieves good performance in typical UWB channels.