nearlink_sdr.phy.uwb_pulse

超宽带脉冲波形与调制 (标准 6.2.1.4)。

实现 Kaiser 参考脉冲波形、码片载波调制和归一化互相关验证。

Module Contents

Classes

UWBPulseConfig

UWB 脉冲配置参数。

Functions

chip_modulate	码片载波调制。
kaiser_pulse	生成 Kaiser 参考脉冲波形 r(t)。
normalized_cross_correlation	计算归一化互相关函数 |φ(τ)|。
validate_pulse	验证发射脉冲波形是否满足标准要求。

API

class nearlink_sdr.phy.uwb_pulse.UWBPulseConfig

UWB 脉冲配置参数。

变量:

• tp_ns -- 带宽参数 Tp (ns)

• tw_ns -- 归一化互相关函数参数 Tw (ns)

• beta -- Kaiser 波形形状参数

• max_prf_mhz -- 最大脉冲重复频率 (MHz)

• sample_rate_ghz -- 采样率 (GHz)

tp_ns: float

2.0

tw_ns: float

0.5

beta: float

10.0

max_prf_mhz: float

499.2

sample_rate_ghz: float

4.0

classmethod bw_500mhz() → nearlink_sdr.phy.uwb_pulse.UWBPulseConfig

创建 -10dB 带宽 >= 500MHz 的配置。

classmethod bw_1300mhz() → nearlink_sdr.phy.uwb_pulse.UWBPulseConfig

创建 -10dB 带宽 > 1300MHz 的配置。

property pulse_duration_ns: float

脉冲持续时间 L = 3 * Tp (ns)。

property chip_duration_ns: float

码片持续时间 Tc = 1 / max_prf (ns)。

property samples_per_chip: int

每个码片的采样点数。

nearlink_sdr.phy.uwb_pulse.chip_modulate(chips: numpy.typing.NDArray[numpy.int8], cfg: nearlink_sdr.phy.uwb_pulse.UWBPulseConfig, fc_ghz: float) → numpy.typing.NDArray[numpy.float64]

码片载波调制。

每个码片 c(n) ∈ {-1, 0, +1} 的调制信号为: c(n) · r(t - n·Tc) · cos[2π·fc·(t - n·Tc)]

参数:

• chips -- 码片序列, 值为 -1, 0 或 +1

• cfg -- UWB 脉冲配置

• fc_ghz -- 载波中心频率 (GHz)

返回:

调制后的时域信号

nearlink_sdr.phy.uwb_pulse.kaiser_pulse(cfg: nearlink_sdr.phy.uwb_pulse.UWBPulseConfig, num_samples: int | None = None) → numpy.typing.NDArray[numpy.float64]

生成 Kaiser 参考脉冲波形 r(t)。

参数:

• cfg -- UWB 脉冲配置

• num_samples -- 采样点数, 默认根据脉冲持续时间和采样率计算

返回:

归一化的 Kaiser 脉冲波形采样值

nearlink_sdr.phy.uwb_pulse.normalized_cross_correlation(r: numpy.typing.NDArray[numpy.float64], p: numpy.typing.NDArray[numpy.float64]) → numpy.typing.NDArray[numpy.float64]

计算归一化互相关函数 |φ(τ)|。

参数:

• r -- 参考脉冲波形

• p -- 发射脉冲波形

返回:

归一化互相关函数的幅度

nearlink_sdr.phy.uwb_pulse.validate_pulse(p: numpy.typing.NDArray[numpy.float64], cfg: nearlink_sdr.phy.uwb_pulse.UWBPulseConfig, main_lobe_threshold: float = 0.92, side_lobe_threshold: float = 0.1) → tuple[bool, float, float]

验证发射脉冲波形是否满足标准要求。

参数:

• p -- 发射脉冲波形

• cfg -- UWB 脉冲配置

• main_lobe_threshold -- 主瓣最低强度阈值 (默认 0.92)

• side_lobe_threshold -- 旁瓣最高强度阈值 (默认 0.1)

返回:

(是否通过, 主瓣最小强度, 旁瓣最大强度)