一种认知网络中新颖的UWB脉冲

凭借其巨大带宽处理增益,超宽带可在低于-41.3 dBm/MHz的超低功率谱下进行通信,这符合认知无线电中undelay频谱共享方式的要求,即认知用户的信号发射谱不会干扰其余合法用户.为此,各种频谱管理机构对UWB系统的发射功率有严格限制,因而设计满足频谱模板的UWB脉冲就变得至关重要.针对已有的满足频谱模板的UWB脉冲设计中存在的缺点,提出一种能获得更高频谱利用率的全新UWB脉冲,该脉冲具有良好的自相关特性,减少了时间受限情况下的多址干扰,极大提高了网络容量,与其他满足频谱模板要求的脉冲相比其性能是最好的,本文设计的UWB脉冲不受调制多址方式影响,在短距离无线通信和认知无线电中有广泛而重要的应用.     

一种基于PSWFs的UWB自适应脉冲设计（增刊）

从自适应频谱环境变化和兼容FCC频谱模板的角度出发， 建立了基于频谱感知来动态构建UWB系统自适应辐射掩模的机制。然后，利用PSWFs函数的特性，提出了一种基于多频带的PSWFs函数基的加权线性组合来设计UWB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FCC频谱掩模的要求，而且能自适应掩模的动态变化。     

使用B样条的UWB脉冲优化设计方法

超宽带(UWB)脉冲波形设计不仅要求满足正交性,还要满足UWB系统信号发射所要求的FCC频谱限制．基于B样条良好的性质,利用样条函数逼近原理,提出了一种使用B-样条来设计UWB脉冲波形的方法．从B-样条产生电路构成的通信系统出发,将波形设计问题转化为有约束的逼近问题求解．该逼近优化问题把频谱利用率作为目标函数,正交性和频谱屏蔽作为约束条件．所以这种方法设计得到的UWB模板信号频谱在符合规定频率特性的同时,还能较大程度地提高频谱利用率,实现电路也简单易行．仿真验证了该方法的可行性和优点．     

基于频段及带宽限制设计UWB脉冲的算法

对Rayleigh脉冲n阶导数归一化谱密度(PSD)的峰值频率、带宽与脉冲形状参数α、n的关系进行了研究，根据联邦通信委员会(FCC)对超宽带(UWB)脉冲带宽及峰值频率的限制提出了一种设计UWB脉冲的新算法. 此算法首先通过图解法求出满足FCC频谱要求的求导阶数n，然后根据频谱模板对UWB脉冲频谱的限制利用迭代法来求α值. 在满足频谱模板的情况下此算法能求出α的一个范围，即可以设计出无数个满足FCC频谱规划的脉冲.     

符合中国辐射掩蔽的UWB脉冲设计

超宽带(UWB)技术具有抗干扰性能强,传输速率高,通信容量大,发送功率非常小,结构简单,保密性能好等优点. 脉冲波形的设计是UWB系统的关键技术之一,针对缺少满足中国辐射掩蔽的UWB脉冲设计的问题,分析了UWB脉冲中国辐射掩蔽限制条件,选择高斯导函数脉冲作为UWB基函数,采用迭代算法,设计了满足中国辐射掩蔽的UWB脉冲,Matlab数值仿真结果表明,该组合脉冲的频谱不仅能够满足中国辐射掩蔽的要求,而且具有较好的频谱利用率,对于推进UWB在我国的应用具有现实的工程意义.     

UWB脉冲正交综合优化设计算法

从提高频谱利用率和满足FCC辐射掩模规定的角度出发,采用频域反推和时域正交综合相结合的设计方法,利用扁长椭球波函数(PSWF)来生成脉冲基。在此基础上,应用基于有限项PSWF脉冲基的正交综合来优化设计UWB成形脉冲。仿真结果表明该算法设计的脉冲不仅能很好地满足FCC辐射掩模的要求,而且具有较好的频谱利用率。     

一种基于CSS的认知UWB系统脉冲波形设计方法

在采用IR方案的CUWB系统中,需产生能适应频谱环境的频谱灵活的CUWB脉冲波形.提出一种基于CSS的认知UWB脉冲设计方法,产生的脉冲波形符合FCC频谱模板要求,频谱旁瓣低,频谱结构可随意调整.该方法实现简单,计算复杂度低,并可得到多个准正交的UWB脉冲信号波形,可用于波形调制和多址技术.     

利用小波函数生成UWB正交成形脉冲序列的方法

基于小波函数和Hermite矩阵特征向量，提出了一种产生超宽带（UWB）正交成形脉冲序列的方法。首先利用小波函数产生小于1 ns的脉冲波形，然后构造Hermite矩阵，根据其特征向量和Gram-Schmidt过程得到UWB正交成形脉冲序列。仿真结果表明，利用这种方法产生的UWB正交成形脉冲的功率谱密度分布满足美国联邦通信委员会 (FCC)频谱模板的要求，具有优良的频谱利用率和很好的自相关与互相关特性，可以满足UWB对于减小多用户间干扰的要求。     

一种基于脉冲压缩的UWB成形脉冲设计方法

基于压缩Chirp脉冲与信号的线性叠加，提出了一种产生超宽带(UWB)成形脉冲的新方法. 该方法可以灵活方便地得到符合特定频谱要求的成形脉冲，能抑制UWB系统与窄带通信系统之间的同频干扰. 仿真结果表明，产生的UWB瞬时成形脉冲, 其功率谱密度分布符合美国联邦通信委员会(FCC)的要求，而且具有极高的频谱利用率；不需要在整个频段降低发射信号的功率，就可以解决UWB系统与现有窄带通信系统之间的频谱共存问题.     

超宽带组合脉冲优化设计及其性能分析

研究了高斯导脉冲优化组合的超宽带(UWB)脉冲设计方法。利用微分因子的能量搬移作用和脉冲形成因子的频谱扩展作用,构造了优化的高斯导脉冲,结合室内室外的辐射掩蔽标准,通过约束条件下的最小均方误差算法导出权重因子的最优解,设计了一种能在全频段同时满足室外和室内两种传输环境的通用性UWB组合脉冲。仿真结果表明,这种组合脉冲不仅具有良好的逼近能力,而且具有多用户干扰环境下的最佳误比特率性能。该设计方法对给定频谱下的UWB合理化设计具有重要的参考价值。     

脉冲超宽带通信系统功率谱分析与控制

由于脉冲超宽带通信系统可以无需许可地与其他系统共享工作频带，因此其功率谱受到严格限制，为了能够有效控制功率谱来满足特定频谱要求，通过理论分析的方式研究了多址方式、调制方式以及基带脉冲波形对功率谱的影响．基于此分析，深入研究了采用脉冲极性随机化处理、最大化功率利用率波形设计和码谱设计等方法控制功率谱的问题，并进行了具体设计和仿真验证．结果表明，综合采用上述方法，可以使系统具有灵活的频谱特性．     

抑制多窄带干扰的超宽带脉冲设计方法

提出了一种能够抑制多个窄带干扰的超宽带(UWB)脉冲设计方法。采用这种方法设计的UWB脉冲不仅具有非常短的脉冲持续时间,而且能够在满足联邦通信委员会(FCC)频谱限制的基础上,进一步抑制UWB系统与多个窄带通信系统之间的相互干扰,从而有效地解决了UWB系统与现有的窄带通信系统之间的共存问题。另外,此方法不需要在整个频段范围内降低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,提供了一种可行的方案。     

超宽带正交脉冲波形设计

超宽带系统利用窄脉冲传输信息,其系统性能受脉冲的功率利用率影响.为了使脉冲波形充分利用FCC功率谱密度规范所划分的频段,该文从最大化功率利用率的角度出发,采用半正定规划的方法设计了一组脉冲超宽带的正交波形.设计得到的脉冲波形具有时域持续时间短、频域满足FCC规范及功率利用率高等优点,并且不同脉冲间在零点处互相关系数小,正交性好.通过将目标函数中的2-范数转换成1-范数,可以进一步增加正交波形的功率利用率,从而有效提高接收端的信噪比.设计结果表明这种设计方法是一种满足规范要求的较为理想的方法.     

基于小波的超宽带脉冲波形设计

基于小波函数提出了一种新的超宽带(UWB)脉冲波形. 通过选择小波的平移因子和伸缩因子产生脉冲波形宽度小于1 ns,并使其功率谱密度满足联合通信委员会(FCC)制定的UWB频谱模板,称其为小波窄脉冲;同时还研究了在加性高斯白噪声(AWGN)信道中,跳时扩频脉位调制(THPPM)的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高斯窄脉冲或Scholtzs 窄脉冲的UWB系统性能好.     

Semi-definite programming based pulse waveform design and its further analysis

In order to provide a judicious pulse waveform design required for ultra-wideband（UWB）communication to enable the UWB spectral mask compatible and coexistent with other existing wireless communication systems,a semi-definite programming（SDP）based pulse waveform design method for UWB radios is introduced and a further analysis is given in this paper.By using Sedumi and Yalmip toolboxes of Matlab,the procedure of solving the SDP problem is simplified.Simulation results show that this SDP based pulse waveform design method can be used to design pulses that fulfill the Federal Communications Commission（FCC）spectral mask strictly and optimize the power efficiency at the same time.This paper also analyzes the influences of the power efficiency duing to the changes of sampling interval and the number of combined pulses,and then the optimal sampling interval that maximizes the transmission power can be found.