UWB脉冲的特征分析

介绍了超宽带脉冲无线电对脉冲波形的要求及FCC对UWB的频谱规划。详细分析了影响UWB脉冲波形及其谱形状的因素,分别给出了Rayleigh脉冲在不同脉冲形状参数α与不同求导阶数n时的时域波形及其频谱密度PSD,并研究了α与n对峰值频率及带宽的影响。分析结果表明,可通过仔细选择α与n来设计满足FCC频谱规划的脉冲,这对超宽带脉冲无线电中波形的选择具有指导性意义。     

基于认知无线电的超宽带系统中窄带干扰抑制技术

基于认知无线电的思想,在满足联邦通信委员会(FCC)频谱限制的基础上,提出一种能避开多个无线电台工作频段的UWB脉冲波形设计算法,从而达到抑制窄带干扰的目的.仿真结果表明,提出的脉冲比通常使用的Scholtz脉冲的性能更优,抗干扰能力更强.且此方法不需要在整个频段内降低UWB脉冲的功率谱密度,为提高UWB脉冲发射功率,增大UWB系统的通信距离,提供了一种灵活易行的方案.     

基于正交脉冲波形的高速超宽带通信系统

提出了基于小波函数的两个正交脉冲,其功率谱密度满足美国通信委员会(FCC)对UWB系统的频谱限制。在此基础上提出了使用脉冲波形的极性调制和正交脉冲波形的形状调制相结合的一种高速超宽带通信系统,可以同时传送多个比特信息提高传信率。     

一种新的UWB脉冲成形方案

本文基于美国联邦通讯委员会FCC对UWB信号的发射功率谱强制规定,提出了一种新的UWB脉冲成形方法-Gaussian-sinc函数波形脉冲.该方法通过方便灵活的参数调整,可以产生完全符合FCC频谱模板要求的极窄脉冲波形.仿真结果表明,该方法产生的UWB系统发射脉冲旁瓣小,频谱利用率高,不需降低整个频段的信号发射功率,就能有效解决共存通信环境下的同频干扰问题.     

基于遗传算法的超宽带波形设计

采用遗传算法(GA)进行了一种新颖的超宽带(UWB)脉冲波形的设计。从多带Chirp信号出发,将波形设计问题转化成有约束条件的逼近问题求解,然后通过遗传算法解决逼近问题。得到的波形不仅满足联邦通讯委员会(FCC)的频谱模板,而且具有88%的频谱利用率。仿真结果验证了采用遗传算法的波形设计具有低时间复杂度;提出的UWB脉冲波形具有较高的频谱利用率,优于其他的UWB脉冲例如B样条脉冲。     

基于Coiflets正交小波的超宽带脉冲波形设计

脉冲波形设计是超宽带(UWB)系统的关键技术。基于Coiflets正交小波提出一种产生UWB信号正交成形脉冲的新方法。仿真结果表明,基于Coiflets正交小波产生的新UWB脉冲的功率谱密度比高斯导函数脉冲能更好地满足FCC的频谱模板要求,有较高的频谱利用率。利用正交小波的正交性,设计的UWB脉冲波形可用于多用户通信。利用小波基函数产生的一系列脉冲进行组合叠加,可以达到更高的频谱利用率。     

UWB系统中脉冲波形的分析与设计

文章介绍了UWB脉冲设计所遵循的要求,分析了传统UWB脉冲的波形特征,指出了其不足,并对结果进行了仿真.然后介绍了一种新的PSWF脉冲波形设计方法,并分析了其不仅满足FCC对UWB脉冲的规定,而且克服了高斯脉冲波形不满足正交性的缺点.     

基于高斯导函数的超宽带正交波形设计

脉冲波形的设计是超宽带(UWB)系统的关键技术之一。为了设计满足FCC辐射掩蔽及降低系统多用户干扰的超宽带波形,首先对高斯导函数的组合进行了研究,然后在高斯组合函数的基础上提出了一种利用Gram-Schmidt正交化方法产生UWB正交成形脉冲的新方法。MATLAB仿真结果表明,产生的新UWB脉冲的功率谱密度满足FCC辐射掩蔽的限制,而且是完全正交的,可将其用于多用户通信,降低多用户干扰。     

基于认知的UWB系统软频谱自适应设计方法

认知无线电技术与UWB技术结合解决干扰问题已成为近几年研究的热点。基于认知的思想,在满足联邦通信委员会（FCC）频谱限制的基础上,设计出最佳脉冲波形,使其与周围电磁环境中的干扰设备的功率谱相互正交,从而有效地避开干扰。通过对电磁环境的周期性重复采样,UWB可以成为自适应抑制干扰的通信系统,实现了认知超宽带无线电的概念。此方法不需要在整个频段内降低UWB脉冲的功率谱密度,为提高UWB脉冲发射功率和增大UWB系统的通信距离,提供了一种灵活易行的解决方案。     

高斯导函数能量最大算法UWB脉冲设计

针对目前UWB脉冲波形设计中,仅仅以满足FCC频谱辐射掩蔽为目的,从而忽略其他因素的缺点,以高斯函数的各阶导数为脉冲波形,分析了求导阶数k和波形形状参数α的关系,并计算了不同阶数满足FCC要求的α的取值范围,根据误码率与能量有关,应用能量最大化算法给出了对应阶数的α的最佳值,根据误码率最小原则得到最佳k的取值趋向。     

超宽带脉冲信号波形失真仿真与分析

超宽带无线信道的频率依赖特性直接影响到超宽带接收机的设计和以脉冲波形为基础的多址技术。本文针对频率依赖特性对超宽带脉冲信号波形产生的影响,分别从相位谱和幅度谱两个方面分析超宽带脉冲信号的相位失真和幅频失真特性,建立了描述脉冲波形失真特性的数学模型。使用该模型对高斯二阶导数脉冲信号的波形失真进行仿真分析,得到了只发生相位响应失真、只发生幅度响应失真、以及同时发生相位—幅度响应失真的脉冲波形。     

瞬时超宽谱脉冲串产生方式

通过对国内外瞬时多脉冲产生技术的调研,结合超宽谱脉冲的特点,开展脉冲分割方式产生超宽谱多脉冲、形成线串联方式产生超宽谱多脉冲、多脉冲合成方式产生超宽谱多脉冲的技术研究,确定利用形成线串联方式产生超宽谱多脉冲的技术路线;对充电时间和开关电容等对产生多脉冲的影响因素进行分析和实验研究,改进了四脉冲形成线充电方式,完成超宽谱四脉冲产生实验装置的设计,在负载上获得瞬时超宽谱多脉冲,脉冲数4个,脉冲宽度3.5 ns,输出脉冲之间的间隔小于10 ns。     

On the UWB system coexistence with GSM900, UMTS/WCDMA, and GPS

This paper evaluates the level of interference caused by different ultra-wideband (UWB) signals to other various radio systems, as well as the performance degradation of UWB systems in the presence of narrowband interference and pulsed jamming. The in-band interference caused by a selection of UWB signals is calculated at GSM900, UMTS/wideband code-division multiple-access (WCDMA), and Global Position System (GPS) frequency bands as a function of the UWB pulsewidth. Several short-pulse waveforms, based on the Gaussian pulse, can be used to generate UWB transmission. The two UWB system concepts studied here are time hopping and direct sequence spread spectrum. Baseband binary pulse amplitude modulation is used as the data modulation scheme. Proper selection of pulse waveform and pulsewidth allows one to avoid some rejected frequency bands up to a certain limit. However, the pulse shape is also intertwined with the data rate demands. If short-pulses are used in UWB communication the high-pass filtered waveforms are preferred according to the results. The use of long pulses, however, favors the generic Gaussian waveform instead. An UWB system suffers most from narrowband systems if the narrowband interference and the nominal center frequency of the UWB signal overlap. This is proved by bit-error rate simulations in an additive white Gaussian noise (AWGN) channel with interference at global system for mobile communication (GSM) and UMTS/WCDMA frequencies.     

Methods for Ultra-Wideband Pulse Generation Based on Optical Cross-Polarization Modulation

Optical methods for different type ultra-wideband (UWB) pulse generation based on cross-polarization modulation (CPM) are proposed and demonstrated in this paper. Two polarity-reverse pulses can be obtained by CPM and birefringence time delay to form a monocycle pulse. A semiconductor optical amplifier (SOA) is placed after the monocycle pulse process for doublet pulse generation. These two kinds of pulses can be employed in single-band impulse radio UWB (IR-UWB) systems. Two kinds of multi-band UWB pulses can be generated based on monocycle pulse train with proper apodization profiles, realized by hybrid photonic microwave filter and synchronous polarization modulation respectively. Experimental results show that these pulses can be used in multi-band UWB (MB-UWB) over fiber systems.      

Ultra-Wideband Pulse Train Generation Based on Turbo-Switch Structures

A simple configuration is proposed and experimentally demonstrated to generate ultra-wideband (UWB) monocycle pulses based on a turbo-switch structure which consists of two reflective semiconductor optical amplifiers (RSOAs). The first RSOA generates an inversed pulse train of the injected signal through the cross-gain modulation, while the second RSOA introduces an overshoot. The overshoot can be enhanced by properly adjusting the currents applied to both of the two RSOAs, therefore, the UWB monocycle pulse train is successfully obtained. By cascading turbo-switches, the polarity-inversed UWB monocycle pairs and the UWB doublet pulse train are numerically realized.      

基于RF-BJT的超宽带极窄脉冲发生器的设计

本文简要介绍了超宽带(UWB)技术,讨论并分析了几种UWB中几种常用窄脉冲方法的特点及其局限性。基于RF-BJT雪崩特性,设计并制作了高重复速率的UWB脉冲电路发生器,获得亚纳秒级的超短、快速前沿的单极性UWB脉冲,幅度为-13.1 V,宽度为816.3 ps。     

基于Hermite函数设计UWB脉冲的算法

由于UWB信号占据的带宽极宽,不可避免地重叠在现有窄带无线通信系统的频段上。为了不干扰其他窄带通信系统,UWB脉冲不仅应具有平坦的频谱且无直流分量,而且其频谱形状也必须满足相应的频谱规划,因此设计满足频谱要求的脉冲是UWB通信系统中一个至关重要的问题。研究了Hermite脉冲的特征,依据其特征提出设计UWB脉冲的算法,用这些脉冲可以构造一个M-ary通信系统。     

基于光纤XPM光学生成UWB信号的方法

提出了一种基于色散位移光纤(DSF)的交叉相位调制(XPM)效应的超宽带(UWB)光学生成方法。该方法首先利用DSF的XPM效应实现高功率的高斯泵浦光对低功率的直流探测光的交叉相位调制,然后利用光纤布拉格光栅(FBG)对探测光进行鉴频,实现相位调制到强度调制的转换,从而获得单周期UWB信号。利用光子仿真软件对方案进行了仿真实验,得到了中心频率分别为7GHz和6.95GHz、相对带宽分别为143%和145%的UWB信号,验证了所提方法的可行性。同时,研究了输入信号脉冲宽度、FBG的反射率、鉴频器的类型对产生的单周期UWB脉冲信号波形和频谱的影响。仿真实验的结果表明,该方案对输入信号脉冲宽度不是过宽的情况下具有良好的容忍度,光学高斯带通滤波器、波分复用器和FBG等光滤波器均可作为鉴频器,采用FBG优点是可通过改变反射率灵活地调整产生的UWB脉冲信号的波形。     

应用于超宽带穿墙雷达的极窄脉冲发生器设计

介绍了一种可用于超宽带(UWB)穿墙雷达的脉冲发生电路,讨论并分析了UWB中几种常用窄脉冲产生方法的特点及其局限性。基于雪崩三极管和射频双极性晶体管的雪崩特性,设计并制作了UWB脉冲电路发生器,指出电路中需要注意的事项及改进脉冲性能的方法,并获得亚纳秒级的超短、快速前沿的单极性UWB脉冲,幅度为28 V,宽度为0.95 ns。