基于波形分集的UWB信号收发系统研究

在Haar小波合成窄脉冲技术的基础上,首次提出了超宽带信号的Haar波形分集(WD) 收发技术。不同阶的Haar小波合成的窄脉冲,通过发射系统发射到接收系统,接收机对不同阶的Haar 小波进行检测,该相关检测技术能够非常精确地提取所发射UWB窄脉冲中的各阶Haar小波。由于 Haar小波易于数字化实现,对实际应用有很重要的意义。     

超宽带通信的正交正弦相关接收方法

超宽带通信中,实现窄于Ins的脉冲信号的准确接收是个很大的挑战。目前很多文献都是采用匹配滤波器的方法进行接收,并在此基础上分析性能。但由于匹配滤波器输出的相关峰的宽度太窄,因而系统对定时抖动较为敏感。定时偏差较大时,接收性能将急剧下降。而且对各路随机定时的多径信号进行相关接收也是一个很大的难题。该文提出一种新的超宽带脉冲接收方法,该方法允许较大的定时偏差,并且能够提供多路随机定时的相关模板,同时接收信噪比的损失被控制在一个可接受的水平。     

基于EMD的无载波超宽带雷达目标检测算法

雷达系统的检测能力与回波采样数据中所包含的目标信号的数据量有紧密联系。无载波超宽带雷达体制下,发射脉冲可以由无载波高斯型信号表示,具有周期内持续时间极短、平均功率极低的特点。所以低信噪比就成为了影响其检测性能的重点问题之一。无载波超宽带雷达体制下的回波目标检测不能够继续沿用经典的频域相关接收的检测理论,由于受到系统信号的时域瞬态特性的影响,利用经验模态分解(EMD)算法对原始回波作初步去噪,同时重构目标信号;再通过包络对齐,完成多个回波的非相干积累。仿真结果验证了这种方法的可行性。     

窄带干扰抑制的一种新型频率编码正交UWB脉冲设计

文中提出一种基于正交载波和伪随机序列的新型频谱编码正交UWB脉冲设计方法，该方法是在频域中利用PN序列对经过频移的子脉冲进行编码来产生正交脉冲．在IR-UWB（脉冲无线电超宽带）中引入了正交载波和PN序列，使其不仅具有传统IR—UWB和多频带CB-UWB（基于载波的超宽带）优点，而且提高了UWB信号发射的瞬时频谱和瞬时能量的效率．脉冲的自相关和互相关特性皆优于传统的脉冲。另外，借助于认知无线电技术，可保证发送信号满足FCC的UWB频谱规划，避免与其他传统窄带系统干扰。仿真结果表明该脉冲设计方法能够有效的抑制窄带干扰，并降低复杂度。     

直接序列扩频谐波载波偏移调制

该文提出直接序列扩频谐波载波偏移(HOC)调制方法。HOC信号的扩频码流由成谐波关系的子载波调制扩频波形构成,其自相关函数是包络和阵因子的乘积。分析表明,HOC信号的相关函数具有窄主峰,主峰宽度为信号的撑张带宽的倒数。该文分别就理想随机码和周期性伪随机码给出HOC信号自相关函数的解析表示式。该文指出,类似二相载波偏移(BOC)调制信号的周期性子载波偏移调制的信号均可表示成HOC信号。HOC信号具有可分解性,可时分实现。HOC信号的窄主峰,次峰可控制以及可分解性,决定其具有更好的距离分辨力和抗多径干扰以及抗人为干扰性能。该文通过HOC信号的具体构成例,给出了峰值平均功率比抑制的找平法。该文最后特别讨论了大撑张带宽HOC信号的性质。     

自适应判决门限在超宽带系统中的应用

主要介绍了在超宽带系统中自适应判决门限应用。由于多径信道的影响,超宽带系统相干接收后的最佳判决门限是应随信道时变的。通过判决门限受信道冲击响应影响的分析,提出了根据信道估计结果或直接在信号中加入训练序列脉冲两种得到最佳判决门限的方法,并进行了仿真分析。这两种方法均具有很大的实际应用价值。     

超宽带无线通信中超高重复频率亚纳秒窄脉冲的生成方法

本文针对目前超宽带(UWB:Ultra Wideband)无线通信系统中窄脉冲信号产生存在的问题,面向未来高速无线个域网通信的需求,设计了一种适于CMOS集成的超高重复频率亚纳秒持续时间的超宽带脉冲信号实现的原理电路;其创新点在于从频域角度通过滤波来设计高重复频率的亚纳秒窄脉冲,而不是传统的从时域和器件角度来设计超宽带窄脉冲信号。文中给出了理论分析和电路测试结果。     

满足FCC辐射掩模的UWB信号设计算法及性能分析

脉冲波形设计是超宽带无线通信技术研究中的重要内容。以满足联邦通信委员会(FCC)辐射掩模为前提,采用两次迭代的算法逐步对脉冲波形参数进行优化,设计了一种低复杂度、能够最大限度提高UWB系统的辐射功率的UWB信号。同时,研究了经过加性高斯白噪声(AWGN)信道,在跳时扩频脉位调制(TH-PPM)UWB系统中使用该窄脉冲的系统性能。仿真结果表明,该UWB通信系统比通常使用Manchester窄脉冲或Scholtz窄脉冲的UWB系统误码性能更优。这对于UWB系统的实际运用有很好的指导意义。     

基于PECL门电路的超宽带（UWB）信号发生器设计探讨

本文设计了一种基于PECL门电路的超宽带（UWB）信号发生器。该发生器采用低电源5V电压供电,产生了脉宽为500PS、中心频率为1GHz、－10db带宽为1700MHz（100MHz－1800MHz）的无干扰窄脉冲超宽带信号。文章分析了该发生器工作原理与设计方法,并对实物电路板进行了相关的测试,测量结果显示该发生器所输出的脉冲波形较理想,对称性良好,并且没有大的拖尾和振铃,是一种适合于超宽带通信系统的窄脉冲信号形成电路。     

基于变换采样的超宽带接收机设计

为了实现以较低的采样率对超宽带(UWB)脉冲信号进行采样以及在带宽和系统复杂度之间取得均衡,设计了一种基于变换采样的超宽带接收机系统.设计的接收机在AD芯片之前加入了跟踪保持放大器,提高了系统的模拟带宽(5GHz),通过采样时钟的较小延时实现了较高的等效采样率(8 GHz).主要用来接收带宽1 GHz以及以上的超宽带信号,利用VHDL进行编程,通过Chipscope抓取信号进行验证.测试表明,该系统能接收1 GHz以及以上带宽超宽带信号,达到了设计要求,可以用于超宽带通信与测距.     

在室内通信环境下UWB信号设计及性能分析

采用的脉冲波形在满足联邦通信委员会(FCC)发射要求的基础上,提出了在室内通信环境下,经过脉冲位置调制(PPM)的UWB信号延迟参数的优化设计方法,相对于传统的方法,性能有明显的提升。同时结合信号的数学模型,对信号的误码性能进行了分析与比较,这对于UWB系统在实际系统中的使用有很好的指导意义。     

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。     

基于高斯脉冲导数的正交UWB波形最优化设计

超宽带无线通信由于其在短距离高速率无线通信中的潜在应用已经引起了广泛的关注.超宽带信号要符合FCC发布的辐射掩蔽,并且要充分利用分配的频谱,这就要求合理的脉冲波形设计.本文分别采用4阶和5阶高斯脉冲导数,进行组合来合成用于UWB通信的脉冲波形,设计中采用归一化有效信号功率作为频谱利用的衡量标准,将波形设计问题转化成为线性规划问题,线性规划问题可以高效地求解,得到的波形具有很高的频谱利用率,并且4阶和5阶高斯脉冲导数合成的脉冲是相互正交的,可以进一步扩大通信的容量.     

一种高频谱利用率的PSWF脉冲组设计

脉冲超宽带(Impulse Radio Ultra-wideband,IR-UWB)技术主要使用脉冲传输信息,脉冲波形的选择影响着整个系统的性能。椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)脉冲具有频谱灵活可控的特点,在超宽带(Ultra-wideband,UWB)系统中得到了广泛应用。介绍了PSWF的定义和求解算法,针对目前存在的PSWF脉冲组频谱利用率较低的问题,提出了一种高频谱利用率的多频带正交PSWF脉冲组设计方法。仿真结果表明,该方法在满足FCC频谱掩膜条件的同时,有效地提高了PSWF脉冲组的频谱利用率,从而增加了接收端的信噪比。     

基于SOA增益饱和效应生成UWB信号的研究

光纤传输超宽带信号(UWB over fiber)的提出解决了UWB传输距离短的问题,成为国内外研究的热点课题,如何在光域中生成UWB是该系统的关键技术之一。对称形UWB(doublet)与常用的单周期高斯脉冲信号(monocycle)相比,在低频部分的功率谱密度较低,在UWB系统中有更好的性能。为此提出了利用半导体光放大器(SOA)的增益饱和效应生成对称形UWB信号的方法,并进行了仿真实验,得到了符合美国联邦通信委员会(FCC)标准的中心频率为8.3GHz,相对带宽约为142%的对称形UWB信号,验证了该方法的可行性。     

UWB的调制技术及其应用前景

UWB(超宽带)技术是继CDMA技术之后迅速发展的一种宽带传输技术,将经过信息调制的基带脉冲进行直接发送,脉冲宽度一般为ns级,因此它的信号能量分布在从DC到几GHz范围。它相对常规窄带传输方式而言有低功率谱、低截获、抗干扰能力强、可高速数据传输、多径分辨能力强和共享频谱等优点。主要介绍了UWB的几种调制技术,包括:TH-PPM、DS-UWB、TH-PAM和TH-OOK。分别阐述了它们的信号调制与解调,并分析比较了它们的性能,得出TH-PPM功率效率最高,是一种最优方案,最后以一种简明方式分析了UWB的应用和未来发展前景。     

一种高灵敏度的超宽带脉冲信号包络检测方法

本文对超宽带(UWB)通信系统实现的关键技术,即接收机前端的超宽带脉冲信号的检测技术进行了深入讨论。根据对UWB脉冲无线电实际接收信号的时域特征提出了一种简易、新颖的高灵敏度包络检波检测方式,分析了其电路的实现与性能,并给出了实验的数据和结果。与其他方式的比较表明,该电路是一种简单实用的非相关检测方式,与其原有的基带相关处理部分结合可获得良好的超宽带信号接收效果。     

一种新的超宽带脉冲波形设计方法

首先介绍了UWB成形脉冲的算法,然后基于Hermite矩阵和Chirp信号得到了UWB的成形脉冲。在对Chirp脉冲的带宽、中心频率等性能参数比较分析的基础上,将若干个Chirp脉冲信号进行线性叠加,通过仿真结果表明,随之产生的脉冲信号不仅满足FCC对UWB脉冲信号辐射功率要求,而且其脉冲信号的频谱利用率也很高,同时还能有效抑制对其他窄带系统的干扰。     

高速超宽带脉冲检测电路的设计

在介绍了一种基于TH-PPM调制方式的并行检测接收机方案的基础上,结合UWB脉冲信号的时域特征提出并实现了一种结构简单、性能稳定的脉冲能量检测电路.实验结果表明该电路可在100Mb/s的高传输速率情况下取得较好的超宽带信号检测效果.