[发明专利]一种超宽带通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域，特别涉及一种超宽带通信系统。

背景技术

随着新一代无线宽带通信技术的发展和产业化进程的展开，以PDA、多媒体手机、平板电脑等为中心的手持多媒体终端得到了广泛的应用，将成为信息技术普及应用的统一平台，它可以支持丰富多彩的各种信息应用，在各个行业如工业、农业、医疗、教育、家庭和个人通信等中得到快速发展。高速的数据传输是其中的关键技术之一，当信息终端交换数据时，为了能够有效传输高质量的图像甚至视频数据，势必需要足够高的数据率作为保证。但是，数据率的提高不仅对整个接收机的性能提出了挑战，如接收灵敏度或噪声，而且也考验着模拟基带的放大器、滤波器的功耗。此外，数据率的提高还影响到系统频谱规划。

目前国际上实现新一代无线宽带通信技术的主流收发机系统之一是超宽带短脉冲系统。对于超宽带（Ultra-wide Band，UWB）系统，美国联邦通讯委员会（Federal Communications Commission，FCC）早在2002年4月就给出了明确的规定。超宽带系统的频率范围在3.1～10.6GHz，其频谱在-10dB处，应该满足信号的相对带宽（即信号绝对带宽与中心频率之比）大于20%，或者信号的绝对带宽大于500MHz。可见，超宽带的带宽明显大于目前所有通信技术的带宽。研究人员在UWB通信系统协议的框架范围内，提出了另一种实现超宽带的方式——超宽带短脉冲系统。超宽带短脉冲概念的核心是利用了信号在时域持续时间极短对应频域频谱范围展宽的特点，也就是说在时域上通信系统传输的是极短的脉冲，即在一个周期内，通信系统发射了一个具有极小的占空比的信号，通过傅立叶变换，在频域范围内也即传输了一个具有较大频宽的信号，当该信号的频谱宽度大于500MHz的时候，那么该信号就成为了一个标准的UWB信号，其传输协议也就受到了UWB协议的规范了。

然而，如何有效利用超宽带短脉冲系统来提高数据传输速率成为了目前超宽带短脉冲系统的重要课题之一。目前，应用于超宽带短脉冲系统的最常见的调制方式为OOK调制方式，如图1所示，OOK调制方式的编码原理为，在单位时间周期（如T纳秒）内，如果存在频率为f的超短脉冲信号，那么该单位时间周期内传输数据“1”；在单位时间周期（如T纳秒）内，如果不存在任何信号时，那么该单位时间周期内传输数据“0”。这样的话，在单位时间周期内只能够传输一位数据码的数据流，其时间利用率较低，传输速度也较慢。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种数据传输速度较快的超宽带通信系统。

为达成上述目的，本发明提供一种超宽带通信系统，包括发射机和接收机，所述发射机包括：锁相环电路，在每单位时间周期T秒内根据接收到含N位二进制数据的信号，产生一个超宽带短脉冲，其中，N为大于等于2的正整数；编码模块，耦接所述锁相环电路，其在每单位时间周期T秒内根据接收到所述N位二进制数据，确定并生成所述超宽带短脉冲的幅值Ax，其中，x的取值范围为1到2^N的正整数；以及发射模块，耦接所述编码模块，其在每单位时间周期T秒内，将所述具有幅值Ax的超宽带短脉冲发射出去；

所述接收机包括：接收模块，其在每单位时间周期T秒内，接收一个所述具有幅值Ax的超宽带短脉冲；以及解码模块，耦接所述接收模块，其在每单位时间周期T秒内根据所述超宽带短脉冲的幅值Ax，还原生成所述N位二进制数据。

进一步的，所述编码模块包括增益选择器及功率放大器，所述增益选择器具有2^N位增益选择位，根据接收到的所述N位二进制数据选择所述增益选择位以对应放大所述超宽带短脉冲的幅值；所述功率放大器耦接所述增益选择器，接收并调制经所述增益选择器放大的所述超宽带短脉冲，并生成所述具有幅值Ax的超宽带短脉冲。

进一步的，所述增益选择器包括：储存模块，储存2^N组所述N位二进制数据与所述增益选择位的对应信息；以及控制模块，耦接所述储存模块，在每单位时间周期T秒内根据接收到的所述N位二进制数据及所述对应信息选择所述增益选择位。

进一步的，所述解码模块包括低噪声放大器、混频器以及幅值解码器，其中所述低噪声放大器放大所述具有幅值Ax的超宽带短脉冲，并输出至所述混频器进行频率下变频，再输出至所述幅值解码器进行幅值解码。