[发明专利]一种脉冲超宽带接收机

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信和集成电路设计领域，具体涉及一种脉冲超宽带 接收机。

背景技术

超宽带(ultra-wideband，UWB)技术以其独特的优势近年来吸引了人们 的研究兴趣，它在无线数据传输领域有较好的应用前景。

目前，UWB传输系统的信号接收方法研究主要还是从通信理论出发， 并以沿袭传统窄带传输系统的方法为主。著名的香农(Shannon)通信理论 给出了在加性高斯白噪声(additive white Gauss noise，AWGN)信道下，信息 传输速率C与资源开销(信号能量Eb和占用频带宽度W)之间的关系。人 们在研究信号接收方法时，总是尽量去逼近Shannon极限，匹配滤波的相 关研究给出，在线性接收方法中，互相关(cross-correlate)法可以使信号能 量开销Eb、频带利用率W/Rb与误码性能Pb之间的关系达到最优化。此 方法需要获取接收信号的全部信息(包括信号的幅值与定时)，一般依靠同 步采样电路实现，因此也称作同步采样互相关(或匹配滤波)方法。这种同 步采样互相关接收方法在窄带传输系统中的应用已经相对比较成熟，现有 的UWB传输系统一般也都沿袭这种接收方法。

但是，这种基于通信理论的同步采样接收方法有它的局限性。

一方面，Shannon理论有它的局限。一个完整的数据传输系统，其能 量开销既包括携带信息的信号能量Eb，也包括信号处理过程的能耗Ec， 而Shannon通信理论在分析系统性能时，只考虑了携带信息的信号能量Eb， 没有考虑处理信号过程中的能量开销Ec。在实际传输系统中，Eb与其它 参量间的关系达到最优情况时，信号处理电路的代价Ec可能会较大，从 而整个系统的能量开销即功耗Eb+Ec未必是最优化的。

相应地，同步采样接收方法也有其局限。这是一种追求信号能量开销 和频带利用率最优化的接收方法，而UWB传输系统是与现有窄带系统共 享频带的，因此频带利用率不再是优化目标之一。但是UWB传输系统为 了保持与窄带系统的兼容性，必须使用低功率谱密度、宽频带的窄脉冲信 号，其带宽W不能像窄带系统那样降低，因此用同步采样方法接收UWB 信号时必须维持很高的采样率fs＝2W，根据电路理论，这将导致很高的功 耗P。而较多的实际传输系统的数据速率Rb达不到UWB采样率(如1GHz 以上)那样高，这就导致每传输1bit数据所需的接收机翻转次数很高，使得 电路的单位比特能耗Ec恶化。可见，同步采样接收不太适合于UWB传输 系统，特别是在Rb＜＜fs的低速应用情况(如低于100Mb/s的数据速率)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是为了克服以上的不足，提出了一种功 耗小的脉冲超宽带接收机。

本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决：

一种脉冲超宽带接收机，包括相互连接的可控增益放大器和触发接收 器，所述可控增益放大器对接收到的射频信号进行放大并输出给触发接收 器，所述触发接收器判断放大后的射频信号的能量是否超过预设值，如果 是就进行异步触发、得到高电平，否则得到低电平。

所述触发接收器包括脉冲同步模块、相偏纠正模块和锁相环，所述脉 冲同步模块耦合在可控增益放大器与相偏纠正模块之间，所述锁相环输出 第一时钟至脉冲同步模块、相偏纠正模块，所述脉冲同步器在第一时钟下 对放大后的射频信号进行脉冲同步得到同步信号输出给相偏纠正模块，所 述相偏纠正模块在第一时钟下对同步信号进行相位偏差的纠正。

所述脉冲超宽带接收机还包括数据统计模块，所述数据统计模块耦合 在相偏纠正模块与可控增益放大器之间，所述数据统计模块还接收有锁相 环输出的第一时钟，所述数据统计模块统计在一定时间周期内相偏纠正模 块输出的高电平的数目并与基准值进行比较后产生相应的增益控制信号， 输出至可控增益放大器的增益控制输入端。