超宽带测距模块的快速迭代校准方法

为了高效地校准超宽带收发模块中的天线延时,提升超宽带定位系统的定位精度,提出了一种迭代寻优的校准方法。以三个模块两两之间测距误差平方和作为评价一组天线延时的标准,每次迭代测试少量候选天线延时,筛选出其中较优的部分,产生新的待测天线延时组合,并在多次迭代过程中使较优部分不断向最优天线延时组合逼近。在15～30 m的范围内进行对比试验,测试了校准结果测距精度,结果表明:经过2 h的迭代校准后,天线延时的误差小于超宽带收发模块厂商所提供计算方法得到的校准结果。该方法实用性强,实施简单,适用于没有标准模块的情况下对多个超宽带收发模块进行校准。     

MDPSK和等概相关二进制信号的性能分析

该文推导了Nakagami衰落信道上采用组合发射选择合并/接收最大比合并天线分集的M进制差分相移键控、非相干检测的等概相关二进制信号和格雷编码的/4差分四进制相移键控的平均误符号率的精确闭合表达式。研究了信道衰落参数、收发天线数对各调制系统平均误符号率性能的影响。结果表明,当收发天线总数固定时,在高信噪比处,收发天线数乘积越大,组合发射选择合并/接收最大比合并系统的平均误符号率性能越好;当收发天线数固定时,信道衰落参数越大,组合发射选择合并/接收最大比合并方案的误码性能得到显著改善。     

超宽带通信信道模型

超宽带通信是一种使用非常宽的频带来收发数据的技术,可以达到很高的数据传输速率并与别的无线传输系统互不干扰,而要实现超宽带通信,就必须要研究它的无线通信道模型。信道模型的建立是系统设计、性能优化以及深入研究的基础之一,准确、完整的模型又是建模的关键点和难点。根据目前国际上对超宽带无级通信在信道方面的研究,本文介绍了Intel,AT&T提出的两种超宽带信道模型,其中包括它们的信道测量实验环境、数据描述、路径损耗模型、多径模型等。     

移动性对MIMO无线信道性能的影响

提出了MIMO无线信道动态收发模型,分析了收发天线的运动对MIMO无线信道空域相关性及其容量的影响,得出其影响是由收发天线的初始位置及其运动速度决定的,空域相关性随天线单元间距增大而减小,随散射信号角度扩展增大不是一致减小,存在使相关性达最小的角度扩展值,并通过数值模拟得到了验证,拓展了MIMO散射无线衰落信道模型的研究。     

一种串联馈电式超宽带天线阵列研究

为了实现高效辐射性能，本文对一种串联馈电式超宽带天线阵列进行研究设计。该阵列天线以0.02 mm厚的柔性聚酰亚胺为衬底材料，由3个超宽带单元天线和1个金属反射板构成。天线单元含有缝隙结构，通过串联方式进行连接，并采用共面波导馈电获得超宽带特性，天线下方放置金属反射板，以获得定向辐射特性。同时，采用电磁仿真软件高频结构仿真器(high frequency structure simulator, HFSS)对所设计的天线阵列进行建模仿真和设计分析。仿真结果表明，天线阵列的仿真带宽为3.02～12.05 GHz,测试带宽为2.92～12.35 GHz,覆盖超宽带3.1～10.6 GHz频段。天线在工作频段内保持良好的方向性，在8.5 GHz时，获得最大测试增益为8.6 dB,仿真增益为10.8 dB,说明天线带宽与方向图增益等性能均与仿真结果相吻合。本文设计的天线面积为121 mm×55 mm,天线与放射板间距为23 mm,具有高增益、尺寸小、质量轻等性能，适用于小型超宽带终端设备。该研究为柔性超宽带频段的阵列设计提供了理论基础。     

屏蔽室收发天线分离全双工自干扰信道测量与建模

针对屏蔽室环境收发分离全双工自干扰信道特性,该文采用基于网络分析仪的信道测量平台,对屏蔽室环境下2.6 GHz收发天线分离全双工自干扰信道进行研究,得到了路径传输损耗,均方根时延扩展与莱斯K因子的统计模型。结果表明:自干扰信道路径损耗随距离增加呈对数衰减;均方根时延扩展服从对数正态分布,并随着天线间距的增加而增加;莱斯K因子服从正态分布,并随着天线间距的增加逐渐降低,莱斯分布的特征逐渐降低。     

采用SC/MRC的M进制正交信号误码性能分析

该文研究了Nakagami信道上采用组合发送选择合并/接收最大比合并天线分集的M进制正交信号的误码性能。使用矩生成函数方法,推导了M进制正交信号的平均误比特率的近似解析表达式。该表达式可用于研究正交信号的维数、收发天线数对SC/MRC天线分集系统误码性能的影响,避免了耗时的计算机模拟。     

适合对称天线的平衡输出高压纳秒级脉冲源研究

时域脉冲源是时域超宽带雷达系统中的重要部件,时域脉冲天线大多采用对称形式,如果用非平衡高压脉冲源激励,难以实现很好的宽带匹配.为此设计了一种新的电路形式,采用平衡输出的Marx电路级联,解决了脉冲源高幅度和平衡输出不能兼顾的问题.利用与对称天线进行的纳秒级脉冲收发实验验证了该电路的良好性能.     

圆盘单极超宽带天线特性研究

随着超宽带通信和软件无线电技术的深入研究,宽频带与小型化成为当前天线研究领域的热点.圆盘单极天线是一种小型化、馈电简单的超宽带天线.对其进行了详细分析,给出了这种天线的设计方法,讨论了天线尺寸对于其阻抗特性和辐射性能的影响;通过基于时域有限积分法的软件包进行了仿真计算,得出了该天线具有大约30个倍频程的阻抗带宽和方向图带宽,群延时接近常数,并测量了它的阻抗特性.研究结果表明:圆盘单极天线不仅在频域具有超宽带特性,而且具有稳定的相位中心,适合作为时域通信系统天线.     

新型超宽带宽波束圆极化天线

简单介绍了平板圆片单极天线.提出了一种新型的组合单极天线形式,这种天线将四个圆片单极子垂直交叉放置,不仅依然能够在很宽的频带上满足反射损耗的要求,而且该天线具有较宽的波束和波束范围内有较好的圆极化性能等特点.对这种新型天线进行了分析,给出了天线的设计方法,研究了其超宽带性能,详尽讨论了天线的反射损耗、辐射方向图、轴比图,以及增益和群延时特性.分析结果验证了其在实现宽波束圆极化的同时具有良好的超宽带性能.这种新型小型化天线在无线通信、卫星通信和移动通信中具有良好的应用前景.     

频域谱最优合并超宽带接收技术

基于超宽带（UWB）无线通信系统提出了新型的频域接收技术——频域谱最优合并（FDSOC）技术,该技术利用任意超宽带脉冲信号的频域谱矢量和为实数,且正负极性随脉冲形状变化的性质,在频域内实现数据信息的最优接收. 理论分析了FDSOC技术的原理. 计算机实验仿真了超宽带信道环境下（IEEE 802.15.3a 信道模型）,基于频域子空间信道估计的FDSOC 超宽带接收机和基于最大似然 （ML）信道估计的超宽带Rake接收机的性能,结果显示FDSOC超宽带接收机具有良好的性能.     

超宽带室内多径信道仿真与特性分析

信道模型是无线通信系统研究和设计的基础。本文在一般无线通信信道模型的基础上,主要分析了超宽带无线通信信道模型S-V模型及IEEE 802.15.3a模型的UWB信道模型的建模方法,给出了几种不同室内环境下的仿真结果,根据仿真结果对超宽带室内多径信道特性进行了分析。     

基于广义似然比检验的差分超宽带信号接收机

提出采用广义似然比检验实现对差分超宽带信号的最佳检测.在信道条件未知的情况下,首先完成信道特性的最大似然估计,而后进行差分超宽带信号的统计检测,得到了基于广义似然比检验的差分超宽带信号接收机结构.结果表明,差分超宽带的广义似然比检验接收机是一种相关接收机,其本地模板信号为前一个码元脉冲接收波形的平均.在此基础上,对接收机输出噪声进行高斯近似获得了该接收机的误码性能.     

基于分散型导频的MB OFDM UWB稀疏信道估计

针对多频带-正交频分复用（MB-OFDM） UWB系统,提出一种基于分散导频的UWB信道估计算法.该算法采用分散型导频,避免了频域内插,可以实时对信道进行估计.然后利用UWB信道的稀疏簇特性和傅立叶变换,在时域和频域连续对信道参数进行修正,有效地改善了低信噪比时的性能.仿真结果表明,在信噪比SNR=12时,新算法的误比特率比经典的内插LS算法约有3.5dB的改善.     

宽带系统中低复杂度RAKE接收机的性能研究

基于IEEE 802.15.3a建议的超宽带密集多径信道模型，对采用最大比和等增益两种合并方式的RAKE接收机的高速超宽带通信系统的性能进行了研究.理论分析和计算机仿真结果表明，在密集多径环境下，采用复杂度相对较低的等增益合并SRAKE接收机，可以使通信系统达到良好的误码率性能，所以其更适合于超宽带通信系统.     

DS-BPSK超宽带通信系统信道容量研究

对工作在多径有噪信道内的DS-BPSK超宽带通信系统进行分析,得到了扩频码正交性保持情况下系统信道容量的理论公式,并根据分析结果进行了Matlab仿真。仿真结果显示,该理论公式能较好地反映影响DS-BPSK超宽带通信系统信道容量的各种因素。     

基于IEEE 802.15.3a信道模型的2PPM-TH-UWB RAKE接收机研究

超宽带信号在室内环境中将经历密集多径传播,产生严重的时间弥散.采用RAKE接收是提高超宽带接收机性能的重要手段.基于IEEE 802.15.3a信道模型,针对采用TH调制的二进制PPM超宽带系统,在密集多径信道环境中,对采用RAKE接收机的单用户系统和多用户系统的性能分别进行了分析,并给出了仿真结果.     

基于位置信息的多信道Ad-Hoc网络MAC协议研究

超宽带无线通信技术由于其功耗低、结构简单、定位精确、空间容量大等特点,特别适用于AdHoc无线自组织网。其精确的定位能力,对于Ad Hoc的MAC协议优化有很大的帮助。该文在UWB无线定位的基础上,设计了基于位置信息的多信道Ad Hoc网络的MAC协议,主要介绍了信道分配部分。其主要思想是按照节点所处的物理位置来分配信道,仿真验证了在选择合适的栅格大小的情况下,与传统的静态信道分配在冲突避免和网络吞吐量等方面都有所改进。     

UWB在室内高速无线传输中的应用研究

针对室内高速无线传输环境,介绍了超宽带传输新技术。研究了UWB应用于室内无线传输时信号波形设计、调制方式、多址技术、信道特性与系统构成等方面的特点及存在的问题。通过分析比较:采用高斯信号波形,进行脉冲位置调制方式及跳时技术,UWB能够在误码率、系统实现等方面取得较好的性能。     

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.