图4：信道估计和补偿
上述这些考虑是定点设计中最重要的预备阶段 。在处理字长和量化之前，需要一个浮点基准(或称为黄金参考)，用作为链路性能的上界 。
浮点基准
对于任何子系统乃至整个模型，Simulink的数据型交叠功能能够直接实现定点和浮点数据之间的转换 。对应于浮点参考基准，将信道信噪比设定为较高的值(60dB)，这样可以排除对符号失真的定点影响 。图5所示为UWB系统仿真的两个结果：1.所有三个子带上的基带等效接收信号功率谱；2.信道相位估计和补偿之后的信号星座图 。
图5：基于Simulink模型的UWB仿真结果
;功率谱(图5a)中的DC零点是由OFDM传输引起的，而频谱的其余部分则基本与多径信道的选频衰落特性相一致 。在OFDM频率上的动态范围大约为30dB，这在相位补偿信号对消的幅度扩展图中也可看出 。一个干净的X形星座图形则表示近乎理想的相位补偿 。
定点设计方法
下一个重要的步骤，就是为系统中每一个定点运算模块设定字长和量化；字长和量化共同限制了信号的动态范围 。假如设计不好，将会造成溢出和下溢，从而降低链路性能 。因此，在定点设计分析中最重要的一项指标就是信号的动态范围 。
在UWB定点设计中采用了下列方法：1.将系统设计成符合信号处理的次序，使得浮点交叠能够用于后续的子系统；2.对于给定算法的子系统或模块：先启动浮点交叠功能，分析输出信号的动态范围；调整字长和量化，使溢出和下溢最小；解除浮点交叠功能，重新检查动态范围，评估对联性能的影响 。
该过程是不断反复的过程，工作流既冗长又耗时 。为了加速这个过程，使用MATLAB来进行动态范围图形化分析，详情如下所述 。
以发射机设计为例
在UWB模型中，建立了一个模块，该模块将信号直接输出到直方图中，这是一个信号动态范围可视化分析的极好方法 。如图2所示，此模块(标有“定点分析”)被连接到发射机增益放大级的输出端 。图6给出了浮点基准的直方分析图，包括同相和正交两种情况 。根据比特位数，或者字长，动态范围刻度用以2为底的对数来表示比较实用 。
图6：OFDM发射机输出直方图：浮点基准
除了0值采样(图中显示为2-15)以外，99.9%的时间里，信号强度都介于2-13至22，因此该信号用16位来表示就已足够 。90dB这么大的动态范围在OFDM里相当普遍，实质上随机信号经过IFFT(中心极限定理)的结果就是这样大 。
对于将溢出和下溢控制到最小来说，这个分析模块会自动估计2-14或许是一个最佳的量化因子(scalingfactor) 。以此估计为基础，对于发射机中所有算法模块，将初始字长设置到16位，量化因子设为2-14 。首先明确设定输入信关模块的定点参数值，然后选择发射机其它运算模块的定点参数与输入相同(Sameasinput) 。同时，在接收机子系统中保留浮点交叠功能，以便隔离或定位发射机设计中的潜在问题 。
图7给出了直方分布图以及相位补偿信号对消后的星座图 。请注重和图5的浮点基准相比，图7b所示的星座图有点失真 。直方分布图中显示出饱和值为2(直方图中虚线代表浮点基准，而柱干则代表定点结果) 。虽然高功率发射的时间只有1%左右，但这足以(具有很高概率)在128点接收机FFT输出端上引起很大的失真 。
图7：量化因子为2-14时的量化处理结果
因此我们需要增加1~2位的量化，但是这对于放大级输出的小信号将会增加误差，不过该影响应该很小，因为当发射信号小于2-10时，就会沉没于信道噪声中 。图8显示了将量化设为2-12时的改进结果 。
推荐阅读
- 宽带无线传输技术分析
- 超宽带无线通信技术发展现状
- 何为低耗电、超高速的无线技术“UWB”？
- 固定与移动宽带接入技术之比
- 白凉粉在超市叫什么？
- 怎么看超话签到人数
- 宽带无线接入市场的新宠——WiMAX＋WLAN
- WiMax成功尚须时日
- 超市买的粽子怎么煮
- 移动宽带无线接入新技术——IEEE802.20