基于认知的UWB窄带干扰抑制

提出一种基于认知无线电的自适应超宽带窄带干扰抑制方法。基于软频谱思想,利用近似椭球波函数良好的时限-带限特性,设计出一种能够抑制窄带干扰的脉冲波形。通过调整脉冲参数实现对授权频段的动态避让。仿真结果表明：自适应脉冲具有良好的窄带干扰抑制能力,能够自适应地随着感知结果动态地规避授权用户,从而实现UWB系统与其它通信系统的共存。     

一种基于多频带PSWFs组合的CUWB自适应脉冲波形设计

本文简述了认知超宽带(CUWB)系统的工作原理,并从自适应频谱环境和兼容FCC频谱模板的角度出发,建立了基于频谱感知来动态构建CUWB系统自适应辐射掩蔽的机制。然后,利用PSWFs函数的特性,提出了一种基于多频带的回转椭球波函数(PSWFs)基的加权线性组合来设计CUWB自适应脉冲波形的算法。仿真结果表明,该算法所产生的脉冲波形不仅能满足CUWB系统频谱模板的要求,而且能自适应模板的动态变化。     

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。     

超宽带通信脉冲波形的分析与仿真

首先介绍一种回转椭球波函数(Prolate Spheroidal Wave Functions,PSWF),主要阐述了PSWF的相关概念、特性及其近似求解算法,然后阐述应用PSWF脉冲基来组合设计UWB脉冲波形的算法。如果要求陷波点有干扰抑制,可以对该点左右两侧的频段分别求对应的频域波形,再做相应线性变换,使陷波点的频域值为0,然后对两个脉冲的时域波形做同样的变换,即得所求脉冲波形,最后通过仿真验证了算法的有效性。     

基于粒子群算法的超宽带脉冲波形设计

首先分析了在超宽带系统中高斯脉冲成形因子和微分阶数对其能量谱密度的影响,并在此基础上,为了提高高斯脉冲波形的频谱利用率,采用高斯导函数线性组合来产生脉冲波形,提出并分析了一种基于粒子群（PSO）优化算法的超宽带无线脉冲波形优化设计方法,仿真表明该方法产生的高斯导函数线性组合脉冲能够很好地满足FCC的频谱掩模限制。     

超宽带Scholtz’s单周期脉冲的产生电路设计

以并联阶跃恢复二极管（SRD）窄脉冲发生器为基础,结合简单的RLC电路,设计一种直接产生Scholtz’s单周期脉冲的电路结构。这种脉冲近似二次微分高斯脉冲,是超宽带系统中使用较多的一种波形。文章主要讨论了电路原理与设计方法,并进行了仿真验证。仿真结果显示该电路所产生的脉冲信号具有良好的波形,是一种适合于超宽带通信系统的窄脉冲信号产生电路。     

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。     

基于PSWF的多进制PPM-UWB系统分析

椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)脉冲具有最佳时域能量聚集性和频谱灵活可控性的特点,被认为是符合超宽带(ultra-wideband,UWB)系统要求的一种性能优良的脉冲。首先给出了满足FCC频谱掩膜要求的UWB脉冲波形设计方法,并将该方法应用于多进制TH-PPM超宽带系统中。分析了多进制TH-PPM超宽带系统原理,理论上推导了基于PSWF脉冲的多进制PPM-UWB系统的符号差错率公式,并与高斯脉冲进行比较。仿真结果表明,基于PSWF脉冲的UWB系统符号差错率性能要明显优于Gauss脉冲。     

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。     

超宽带无线通信与声表面波宽带信号处理技术

介绍了超宽带(UWB)无线通信的技术及特点,与传统窄带无线系统进行了性能比较,指出了超宽带无线通信四大关键技术是:超宽带无线通信脉冲信号的波形设计;超宽带无线通信脉冲信号编码与调制方式;超宽带无线通信信号的检测;超宽带无线通信系统中的同步捕获技术;分析了超宽带尤线通信系统军用的潜在市场,最后阐述了SAW宽带信号处理技术在UWB通信系统中的应用.     

基于高斯二阶导数组合的UWB脉冲波形设计

提出了一种基于高斯二阶导数组合的UWB脉冲波形设计方法.依据FCC对超宽带各频段带宽划分的不同及各频段辐射限制的差异来选取基函数,利用最小均方误差准则(LSE),以FCC室内辐射掩蔽为规范选取一组加权系数对基函数进行线性组合.再通过调整基函数参数脉冲形成因子和搬移因子,对波形进一步优化.仿真结果表明,文中设计脉冲实现了在全频段对辐射掩蔽的高效逼近,与基于随机系数选择的组合脉冲比较:方法简单,具有更高的频谱利用率.     

零阶角长球面波函数与长球面波函数的研究

本文深入研究了零阶角长球面波函数与长球面波函数,给出描述零阶角长球面波函数的微分方程与描述长球面波函数的积分方程不是相对应的关系。给出亥姆霍兹方程在球坐标系中与长旋转椭球坐标系中微分方程解之间的关系,可对零阶角长球面波函数了解得更清楚。对由信号最优波形设计法导出的长球面波函数积分方程,给出一种理论综合分析法,可以解决信号最优波形设计的具体实现。对长球面波函数命名尝试给出一种解释。      

Minimisation of timing jitter in CDMA code tracking

A method for chip waveform design that minimises the tracking jitter in code division multiple access (CDMA) synchronisation is presented. The method is based on the use of prolate spheroidal wave functions. Examples of optimised waveforms are given and their performance compared to other conventional pulse shapes in terms of timing error variance and bandwidth occupancy.     

椭圆球面波脉冲信号快速设计方法

在基于椭圆球面波的非正弦短波通信系统中,椭圆球面波脉冲信号原设计方法存在 计算量大、计算时间长的问题。为了解决此问题,提出了椭圆球面波脉冲信号快速设计方法 。该方法利用基于带通采样的椭圆球面波函数数值解法,求得椭圆球面波函数近似数值解, 椭圆球面波函数在时间轴上向右平移,可得椭圆球面波脉冲信号。理论分析和仿真结果表明 ,快速设计方法能使计算量和计算时间降低2～4个数量级,同时椭圆球面波脉冲信号的时域 、频域和正交性能还能保持与原设计方法相当。     

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。     

基于勒让德多项式的椭圆球面波脉冲设计方法

针对椭圆球面波函数(PSWF)硬件实现困难的问题,从PSWF与勒让德多项式二者微分方程定义的相似性出发,提出一种基于归一化勒让德多项式的PSWF脉冲设计方法。该方法根据所设计脉冲的时宽和时间带宽积两个参数生成对称矩阵,计算该矩阵的特征向量,得到各阶归一化勒让德多项式的系数,通过归一化勒让德多项式加权求和的方法构建PSWF脉冲。该方法可以通过改变归一化勒让德多项式的系数快速设计不同的PSWF脉冲,具有实时性好、精度可控和硬件复杂度低的优点。     

满足FCC频谱限制的UWB脉冲设计算法研究

在超宽带通信系统中,满足FCC频谱限制的UWB脉冲波形设计是一个研究的热点.首先对高斯脉冲及其导函数的频谱形式进行理论推导及仿真实现,在此基础上提出了两种满足FCC频谱限制的UWB脉冲波形算法,并比较了各自的优缺点.     

UWB pulse design using constraint convex sets method

In this paper, we propose a constrained convex sets–based method for designing ultra‐wideband (UWB) pulse. The UWB pulses designed using earlier proposed methods either do not fit well in UWB spectral mask or require extra processing circuitry for pulses to fit in the UWB spectral mask. The proposed constraint sets–based method is flexible and optimum for the UWB mask. The pulse designed by the proposed method is Federal Communication Commission compliant and has an autocorrelation function similar to the Gaussian pulse. The bit error rate performance of time hopping binary phase shift keying using the proposed method and some of the existing methods such as Norman and Lee pulses and sixth derivative Gaussian pulse is analyzed in additive white Gaussian noise and Saleh‐Valenzuela channels. Pulse designed using the proposed method outperforms existing pulse design, and the same is verified through simulations. The proposed algorithm is flexible and can also be used to mitigate narrow band interference, multiband UWB pulse generation and any other Federal Communication Commission (or other regulatory body) compliant spectrum mask by modifying the parameter of the proposed constraint set(s).