脉冲生成方法和脉冲无线电发射器技术

提供了一种为脉冲无线电传输信号生成脉冲的方法(100)。该方法包括根据时间信息数据和幅度信息数据分别沿着第一调制路径和第二调制路径分发(101)输入数字数据的步骤。该方法还包括基于时间信息数据沿第一调制路径执行(103)脉冲位置调制以定义脉冲的定时位置的步骤。该方法还包括基于幅度信息数据沿着第二调制路径执行(104)脉冲幅度调制以定义脉冲的包络的步骤。包络的步骤。包络的步骤。

【技术实现步骤摘要】
脉冲生成方法和脉冲无线电发射器
[0001]本专利技术涉及脉冲信号生成方案和脉冲无线电发射器，尤其是脉冲无线电超宽带(IR
‑
UWB)发射器。
[0002]通常，传统的IR
‑
UWB发射器用无载波或上变频方法执行脉冲调制。无载波发射器使用边沿合并功能，其利用了纳米级CMOS中的快速开关数字逻辑，因此是高能效的且不需要专用的本地振荡器(LO)。其载波频率严重依赖于延迟生成，需要额外校准以确保载波稳定性。在无载波发射器中同时执行M
‑
PPM和M
‑
PSK也具有挑战性，因为相位和时间两者都需要通过延迟边沿进行调制。
[0003]经典的基于IQ的上变频方法可以执行高阶调制，但是由于上变频链(例如，I/Q混频器)导致其高功耗是实现高能效的限制因素。基于极坐标的上变频发射器实现了低功耗，因为脉冲整形是通过延迟单元和数控PA(DPA)异步执行的。但是，它仅限于支持BPSK。
[0004]例如，文献US 2009/0091400 A1提出了一种用于为UWB信号生成动态变化的跳时序列的方法和装置。
[0005]因此，本专利技术的目的是提供能够解决上述限制的方法和IR
‑
UWB发射器。
[0006]该目的通过方法的第一独立权利要求和第三独立权利要求的特征以及发射器的第二独立权利要求和第四独立权利要求的特征来实现。从属权利要求包含进一步的发展。
[0007]根据本专利技术的第一方面，提供了一种为脉冲无线电传输信号生成脉冲的方法。该方法包括根据时间信息数据或位和幅度信息数据或位分别沿着第一调制路径和第二调制路径分发输入数字数据或位流的步骤。该方法还包括基于时间信息数据沿着第一调制路径执行脉冲位置调制以定义脉冲的定时位置的步骤。
[0008]该方法还包括基于幅度信息数据沿着第二调制路径执行脉冲幅度调制以定义脉冲的包络的步骤。有利的是，提供了一种混合脉冲调制技术来组合M
‑
PPM和M
‑
PAM，这显著提高了给定调制阶数或每符号位数的可用数据率。
[0009]有利地，该方法还包括以下步骤：根据至少一个附加相位信息数据或位沿着至少第三调制路径分发输入数字数据，以及基于相位信息数据沿着第三调制路径执行相移键控调制以定义脉冲的载波信号的相位。因此，提供了一种替代的混合脉冲调制技术来组合M
‑
PPM、M
‑
PAM和M
‑
PSK，从而显著提高给定调制阶数或每符号位数的可用数据率。
[0010]优选地，脉冲位置调制、脉冲幅度调制和相移键控调制中的至少一种具有高于二进制的调制阶数，即每符号至少2位或至少4的调制阶数。或者，脉冲位置调制、脉冲幅度调制和相移键控调制中的每一种都具有高于二进制的调制阶数，即每符号至少2位或至少4的调制阶数。有利的是，结合了更高阶的调制，尤其是更高阶的PPM、PAM和PSK调制。
[0011]优选地，该方法还包括在一个脉冲符号周期内联合执行脉冲位置调制和脉冲幅度调制的步骤。有利的是，所生成的脉冲可以以其时间位置或其包络(幅度)或两者来传递信息。
[0012]或者，该方法包括在一个脉冲符号周期内联合执行脉冲位置调制、脉冲幅度调制和相移键控调制的步骤。有利的是，所生成的脉冲可以以其时间位置、其包络(幅度)、其相位(载波)或其组合来传送信息。
[0013]优选地，该方法还包括在一个脉冲符号周期内同时执行脉冲位置调制和脉冲幅度调制的步骤。有利的是，所生成的脉冲可以以其时间位置或其包络(幅度)或两者来传递信息。
[0014]或者，该方法包括在一个脉冲符号周期内联合执行脉冲位置调制、脉冲幅度调制和相移键控调制的步骤。有利的是，所生成的脉冲可以以其时间位置、其包络(幅度)、其相位(载波)或其组合来传送信息。
[0015]还应当理解，脉冲位置调制、脉冲幅度调制以及可选的相移键控调制可以在一个脉冲符号周期内同时一起执行。
[0016]优选地，该方法还包括在与系统时钟同步之后沿着第一调制路径和第二调制路径分发输入数字数据的步骤。或者，该方法包括在与系统时钟同步之后，沿着第一调制路径、第二调制路径和第三调制路径分发输入数字数据的步骤。有利的是，不同的信息数据或位在时间上对齐，以便在给定的符号周期内执行相应的调制。
[0017]优选地，该方法还包括以下步骤：从系统时钟生成单位脉冲以触发脉冲符号的开始，基于时间信息数据调制单位脉冲的延迟，以及基于相位信息数据在脉冲符号的开始处设置载波信号的相位。有利的是，通过在每个脉冲符号的开始处设置载波相位，避免了PPM和PSK之间的互调制。
[0018]优选地，该方法还包括基于时间信息数据定义单位脉冲的占空比的步骤。有利地，通过基于PPM数据设置占空比，并且进一步通过基于所述PPM数据调制单位脉冲的延迟，可以实现PPM的精确顺序。
[0019]在这点上，该方法可以包括生成具有比系统时钟的频率更高频率的载波信号的步骤。有利的是，载波生成方案，尤其是与调制单位脉冲延迟的容易性一起，允许以更精细的步骤控制脉冲位置。这导致PPM的高调制阶数(例如皮秒级的脉冲位置控制)。
[0020]优选地，所述脉冲是超宽带宽脉冲信号。因此，超宽带(UWB)技术有利于所提出的脉冲生成。
[0021]根据本专利技术的第二方面，提供了一种脉冲无线电超宽带发射器。该发射器包括数据分发器、第一调制路径和第二调制路径。在这点上，数据分发器被配置为根据时间信息数据和幅度信息数据来分别沿着第一调制路径和第二调制路径分发输入数字数据。
[0022]此外，第一调制路径包括脉冲位置调制器，其被配置为基于时间信息数据执行脉冲位置调制，以定义脉冲的定时位置。此外，第二调制路径包括脉冲幅度调制器，其被配置为基于幅度信息数据执行脉冲幅度调制，以定义脉冲的包络。
[0023]优选地，发射器包括至少第三调制路径。在这点上，数据分发器被配置为根据至少一个附加相位信息数据沿着第三调制路径分发输入数字数据。此外，第三调制路径包括相移键控调制器，其被配置为基于相位信息数据执行相移键控调制，以定义脉冲的载波信号的相位。
[0024]优选地，脉冲位置调制、脉冲幅度调制和相移键控调制中的至少一种具有高于二进制的调制阶数。或者，脉冲位置调制、脉冲幅度调制和相移键控调制中的每一种都具有高于二进制的调制阶数。
[0025]优选地，脉冲位置调制器和脉冲幅度调制器在一个脉冲符号周期内分别联合执行脉冲位置调制和脉冲幅度调制。或者，脉冲位置调制器、脉冲幅度调制器和相移键控调制器
在一个脉冲符号周期内分别联合执行脉冲位置调制、脉冲幅度调制和相移键控调制。
[0026]优选地，脉冲位置调制器和脉冲幅度调制器在一个脉冲符号周期内分别同时执行脉冲位置调制和脉冲幅度调制。或者，脉冲位置调制器、脉冲幅度调制器和相移键控调制器在一个脉冲符号周期内分别同时执行脉冲位置调制、脉冲幅度调制和相移键控调制。
[002本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于为脉冲无线电传输信号生成脉冲(213)的方法(100)，包括以下步骤：根据时间信息数据(203)和幅度信息数据(205)分别沿着第一调制路径和第二调制路径分发(101)输入数字数据(201)，基于所述时间信息数据(203)沿着所述第一调制路径执行(103)脉冲位置调制，以定义所述脉冲(213)的定时位置，以及基于所述幅度信息数据(205)沿着所述第二调制路径执行(104)脉冲幅度调制，以定义所述脉冲(213)的包络。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：根据至少一个附加相位信息数据(207)沿着至少第三调制路径分发(102)所述输入数字数据(201)，以及基于所述相位信息数据(207)沿着所述第三调制路径执行(105)相移键控调制，以定义所述脉冲(213)的载波信号(216)的相位。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述脉冲位置调制、脉冲幅度调制和相移键控调制中的至少一种具有高于二进制的调制阶数。4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：在一个脉冲符号周期内联合执行脉冲位置调制和脉冲幅度调制，或者在一个脉冲符号周期内联合执行脉冲位置调制、脉冲幅度调制和相移键控调制。5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：在与系统时钟(214)同步之后，沿着所述第一调制路径和所述第二调制路径分发所述输入数字数据(201)，或者在与系统时钟(214)同步之后，沿着所述第一调制路径、所述第二调制路径和所述第三调制路径分发所述输入数字数据(201)。6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括以下步骤：从所述系统时钟(214)生成单位脉冲(218)以触发脉冲符号的开始，基于所述时间信息数据(203)调制所述单位脉冲(218)的延迟，以及基于所述相位信息数据(207)在所述脉冲符号的开始处设置载波信号(216)的相位。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括基于所述时间信息数据(203)定义所述单位脉冲(218)的占空比的步骤。8.一种脉冲无线电超宽带发射器(200，300)，包括：数据分发器(202)，第一调制路径，以及第二调制路径，其中所述数据分发器(202)被配置为根据时间信息数据(203)和幅度信息数据(205)分别沿着所述第一调制路径和所述第二调制路径分发输入数字数据(201)，
其中所述第一调制路径包括脉冲位置调制器(204)，所述脉冲位置调制器(204)被配置为基于所述时间信息数据(203)执行脉冲位置调制，以定义脉冲(213)的定时位置，以及其中所述第二调制路径包括脉冲幅度调制器(206)，所述脉冲幅度调制器(206)被配置为基于所述幅度信息数据(205)执行脉冲幅度调制，以定义所述脉冲(213)的包络。9.根据权利要求8所述的发射器，其特征在于，其中所述发射器包括至少第三调制路径，其中所述数据分发器(202)被配置为根据至少一个附加相位信息数据(207)沿着所述第三调制路径分发所述输入数字数据(201)，并且其中所述第三调制路径包括相移键控调制器(208)，所述相移键控调制器(208)被配置为基于所述相位信息数据(207)执行相移键控调制，以定义所述脉冲(213)的载波信号(216)的相位。10.根据权利要求8或9所述的发射器，其特征在于，所述脉冲位置调制、脉冲幅度调制和相移键控调制中的至少一个具有高于二进制的调制阶数。11.根据权利要求8到10中任一项所述的方法，其特征在于，其中所述脉冲位置调制器(204)和所述脉冲幅度调制器(206)在一个脉冲符号周期内分别联合执行脉冲位置调制和脉冲幅度调制，或者其中所述脉冲位置调制器(204)、所述脉冲幅度...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘耀鸿，宋旼泳，
申请(专利权)人：非盈利IMEC荷兰，
类型：发明
国别省市：