0引言 人体局域网(body area network,BAN)是短距离无线通信领域一个新兴的前沿课题。它是以人体为中心,由和人体相关的各种网络元素组成的通信网络[1]。这些网络元素包括个人终端,分布在人身体上及人体周围一定距离范围甚至人体内部的传感器和组网设备等。人可以通过BAN和其身上携带的个人电子设备如PDA和手机等进行通信,具有很广泛的应用前景。数字调制解调模块是BAN基带传输系统的组成部分,对误码率性能有着重要影响。数字调制主要包括频移键控(FSK)、二进制相移键控(BPSK)、正交幅度调制(QAM)、正交相移键控(QPSK)以及由这些技术派生出来的调制方式。BPSK和QPSK作为常用的数字调制方式,实现起来相对容易,抗干扰能力和抗衰落性能也较强[2],因此在当今短距离无线通信中得到了广泛的应用。由于BAN传感器具有小型化、智能化、高精度和低功耗等特点,所以要求实现通信的技术要相对简单。再者,目前BAN主要应用于病人的监护和生理参数的测量等。由于应用在医疗环境或者家庭环境时,信道情况复杂多变且变化速度快,所以要求通信具有可靠性强的特点。结合BPSK与QPSK调制解调器实现相对简单,抗干扰能力强的技术特点,现在许多BAN的传感器的调制解调方式都是采用BPSK或者QPSK[3]。考虑到避免"倒π"现象及BAN协议的建议,本文针对π/2DBPSK和π/4DQPSK进行了仿真分析,通过误码率等性能探讨了2种调制方式在不同情况下的选择问题。 1算法理论 IEEE BAN协议中针对基带传输的建议调制参数如表1所示。根据数据速率的不同,可以分别采用π/2DBPSK和π/4DQPSK 2种调制方式。表1调制参数 数据包 结构调制方式数据率 /kbit·s-1扩频增益 /s成型 滤波PLCP头π/2DBPSK91.94SRRCPSDUπ/2DBPSK121.44SRRCPSDUπ/2DBPSK242.92SRRCPSDUπ/2DBPSK485.71SRRCPSDUπ/4DQPSK971.11SRRC 在基带传输中,设信号表达式为s(t)=Acos(ωct+θ)= A[cos(ωct)cosθ-sin(ωct)sinθ] (1)在差分相位调制模式中[2],当前码元的绝对相位θ随时间变化,且和前一个时间的绝对相位相关,设在k时刻码元的绝对相位为θk=θk-1+Δθk(2)由式(2)可得,cosθk=cos(θk-1+Δθ)= cos(θk-1)cos(Δθ)-sin(θk-1)sin(Δθ)(3) sinθk=sin(θk-1+Δθ)=
sin(θk-1)cos(Δθ)+cos(θk-1)sin(Δθ)(4)由式(3)和式(4)可知,任一当前码元周期内的相位正余弦值均可由上一码元的相位正余弦值和相位增量来确定。令经过调制模块,进行虚实分路后的信号为Ik=cosθk,Qk=sinθk(5)则式(3)和式(4)可表示为Ik=Ik-1cos(Δθ)-Qk-1sin(Δθ)(6) |
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