随机桥方法研究超宽带无线信道

该文使用随机桥方法研究超宽带室内多径信道。首先介绍随机桥理论,分析UWB室内多径信道的物理基础;然后对UWB脉冲信号失真问题和脉冲信号的相位问题进行深入分析。把UWB信号在信道中发生的传播损耗和与散射体发生碰撞产生的损耗分开,假设UWB多径信号的传播路径为布朗桥过程,同时采用双值相位假设,得到布朗桥模型信道冲激响应。对有金属网格玻璃门反射的走廊环境进行仿真,得到的UWB信道功率时延分布与公布的UWB信道测量结果一致。     

超宽带室内多径信道随机分析模型

使用随机分析方法研究超宽带(UWB)室内多径信道.从UWB信号的基本传播特性出发构建随机分析模型的物理基础.假设UWB信号的多径分量在信道中的传播轨迹是某个随机过程的样本,把UWB信号在信道中传播时发生的传播损耗,和与散射体发生碰撞产生的损耗分开,建立UWB室内多径信道的随机分析模型,包括完全随机的布朗桥模型和有约束的布朗桥模型.使用有约束的布朗桥模型对假设的有8个散射体的不完全随机分布室内环境,以及有金属网格玻璃门反射的走廊环境进行仿真,得到了具有明显成簇现象的UWB信道的功率延迟分布.仿真结果与已公布的UWB信道实测结果具有很好的相似性.     

一种超宽带模拟合并转发协作通信系统

针对频率选择性衰弱信道下协作通信系统信道估计复杂的问题,提出了一种模拟合并放大转发超宽带(UWB)协作通信方案.该方案在源节点处对发送符号进行实数分布式空时编码并附加传输参考,在中继节点处利用传输参考对多径分量进行模拟合并,从而构建了一种改进型非正交放大转发协作通信系统.仿真结果证明,相对于无协作通信系统,模拟合并转发...     

超宽带无线通信技术(2)

超宽带(UWB)信道的传播特征与传统的窄带信道有显著的差异,UWB系统发送方案和接收机设计需要根据信道特征进行优化.本期讲述UWB信道特征、系统方案及接收机关键技术;上一期介绍了UWB的产生与发展、技术特点、信号成形及调制与多址技术;下一期将介绍UWB的应用前景和标准化情况.     

基于UWB的矿井无线信道测量与建模

通过研究UWB技术的特点，分析UWB信道的传输特性，可以确定信号的发射和接收脉冲信号。文中从信道路径损耗和多径损耗方向进行公式推导和分析，明确了路径损耗和多径损耗在UWB信道中的传播特点，接着分析了Δ-k信道模型和修正后的Δ-k信道模型，并对S-V信道模型和修正后的S-V模型进行了分析，再针对传播特点建立了适合矿井巷道的经过修正的S-V信道模型，并对其进行了仿真实验。     

UWB over Fiber室内无线传输的实验研究

采用被动谐波锁模环形光纤激光器作为超宽带(UWB)光脉冲源,进行了UWB over Fiber室内无线传输的实验研究。利用啁啾脉冲补偿无线信道的色散效应的原理,减小脉冲的宽度,降低符号间干扰。基于被动谐波锁模、光脉冲展宽原理以及UWB光电转换、UWB脉冲放大和Bowtie孔径UWB天线技术,将光纤激光器的光脉冲转换为满足FCC(US federal communications commission)规定的UWB微波脉冲序列进行传输。使用光纤激光器、宽带光电转换器、宽带脉冲放大器和Bowtie孔径UWB天线搭建UWB无线通信系统,实现了约1.2m的UWB室内无线传输。并通过研究天线的间距,电磁干扰,光脉冲源以及衰减器和放大器对UWB室内无线传输的影响,得出了这种系统的最佳结构。对应无线传输发射端前加和不加电脉冲放大的两种情况,经过UWB室内无线传输后分别探测到高斯单周脉冲(FWHM约150ps)和高斯偶脉冲(FWHM约120ps)。     

伪波束法研究超宽带室内信道的功率分布

针对超宽带(UWB)信号的传输特点,以及超宽带信道与窄带信道间的区别,基于传播环境的几何描述,使用伪波束法建立了UWB多径信道有约束的布朗桥模型(BBBM)。根据UWB室内多径信道接收功率的遍历性假设,利用得到的多径信道模型计算室内UWB通信系统的功率分布。对三个典型环境下不同路径的UWB室内信号功率分布进行了仿真分析,计算结果与理论分析一致,表明基于伪波束法的UWB室内信道BBBM模型是正确的,使用BBBM模型可以分析UWB通信系统在室内环境的功率覆盖。     

超宽带通信系统窄带干扰变换域抑制方法

结合UWB系统的工作特点,对信道中信号的频谱特性进行分析,在变换域(频域,或时间-尺度域)中设计出最佳脉冲波形,使其与周围电磁环境中含有干扰的变换域相互正交,从而有效地避开干扰.通过对环境的周期性重复采样,可使得UwB成为一个自适应抑制干扰的通信系统.仿真结果表明,设计的自适应抑制干扰脉冲比通常使用的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参考型方案.     

超宽带信道建模与仿真

在通信系统研究过程中经常使用信道模型来评价物理层的性能。文章就几种UWB信道模型，从信道的特征参数出发，分析了它们各自的优缺点。根据物理信道的实验数据，选择了修正的S-V信道模型作为UWB系统的信道仿真模型。仿真结果表明，该模型与UWB系统信道的特征参数非常接近，能很好地仿真物理信道的参数。     

UWB的Scholtz信道和其它信道的比较

研究了UWB通信系统的Scholtz室内信道传播模型,进行了信道仿真,仿真结果具有明显成簇现象,与已公布的UWB信道实测结果具有很好的相似性。同时,研究了UWB通信系统的另3种信道传播模型,S—V信道模型、IEEE802．15．3a信道模型和AT＆T信道模型,进行了信道仿真,得到了特征参数。并将Scholtz信道在3种不同房间中的传播特性以及各信道模型在同样的环境中进行了比较。为UWB系统在不同的信道模型上得到的分析值之间的转化提供参考。     

DS-UWB通信系统性能分析

文中对工作在多径有噪信道内的DS-UWB通信系统进行了分析,为DS-UWB通信系统的进一步研究提供理论参考.通过分析DS-UWB通信系统接收信号组成,给出多径分量引起干扰值的统计表示.得到了扩频码正交性保持情况下系统误码率的理论公式,并结合IEEE UWB信道模型进行了Matlab仿真.仿真结果显示,该理论公式能较好地反映影响DS-UWB通信系统误码率的各种因素,分析结果与实际情况基本吻合.     

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。     

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CS-ROMP算法的超宽带信道估计

研究了正则正交匹配追踪(Regularized OMP)算法在超宽带系统信道估计中的应用.ROMP算法在应用于稀疏信号恢复时,具备贪婪算法计算速度快和计算复杂度低的特点.超宽带通信(UWB)系统的信道估计需要估计一组最大径的参数,而ROMP具有能够可靠恢复近似稀疏含噪信号的能力,适用于UWB信道估计.通过仿真,对比了R...     

多用户检测在超宽带无线通信中的应用

在超宽带(UWB)通信系统中多址干扰是限制系统性能的重要原因,为了有效抑制多址干扰,本文将多用户检测技术应用于超宽带多用户通信系统中。通过分析信号特征,给出了应用在UWB系统中的几种次最佳多用户检测器的结构,考虑到实际UWB系统需要接收机有较低的复杂度,又提出了一种特别针对UWB系统的类最小均方差(MMSE)检测器并分析了其性能。在UWB室内信道环境下的仿真表明,采用本文提出的多用户检测器可以取得明显优于传统接收机的系统性能。     

近地层紫外自由空间通信微弱信号放大器设计

针对近地层自由空间紫外通信信号微弱的特点,在阐述紫外信号调制方式的基础上,提出了放大器的选频特性及其指标。围绕预定的指标要求设计了选频电路和三级放大电路,通过增益调整电路进行增益的补偿和微调,使总体特性曲线可以满足实际使用的需求。用Multisim进行放大器仿真,结果表明：该放大器在30 kHz和50 kHz两个中心频率具有10 000～100 000之间连续可调的放大倍数,中心频率附近的带宽约2 kHz,等效输入噪声电压5 nV/Hz~（1/2）@30 kHz、50 kHz。设计中采用了低噪声器件,使放大器更适合用于近地层微弱紫外信号的放大,这对实际工作有一定的参考意义。     

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。     

超宽带系统在窄带干扰条件下的性能研究

超宽带（Ultra Wide-Band，UWB）系统发射信号的带宽在一个非常大的频段范围内，易与已存在的窄带无线通信系统的带宽形成重叠。因此，有必要研究UWB系统在频段重合范围内的抗干扰能力。文中首先分析了直接扩频超宽带系统在最小均方误差准则检测方式下，RAKE接收机的比特误码率（Bit Error Rate，BERl，然后研究了普通窄带系统的功率谱密度，最后做出了仿真分析。结果表明，在CM1信道传播下，窄带干扰对UWB系统不会造成很大影响，而在CM2信道传播下会照成一定影响，必须通过其他通信手段如信道编码来降低BER，实现通信的可靠性。     

超宽带脉冲产生电路的研究与设计

在UWB脉冲信号发生器的研制中,通过分析UWB脉冲波形的特征,以一阶高斯脉冲为设计目标,提出了一种以振荡源、储能元件和高速开关为主体的UWB脉冲产生电路系统模型,并且在实际电路中设计了不同的实现方式。利用复杂可编程器件(CPLD)为UWB脉冲发生模块设计了脉冲时序触发电路。针对脉冲的产生方案,设计了一种利用雪崩晶体管产生UWB脉冲的电路,实际测试得到了1 ns以内的窄脉冲;与此同时设计了一种基于阶跃恢复二极管的UWB脉冲发生电路,在PSpice中仿真得到了宽度约400 ps的UWB脉冲信号。仿真结果表明,PSpice建立的SRD模型符合理论分析,设计的UWB脉冲信号发生电路也完全满足在超宽带引信上使用的需求。     

单载波UWB系统中OOK调制电路设计与实现

设计并实现了一种基于单载波UWB（Ultra-wide Band）通信系统中OOK（On-off Keying）调制电路，电路通过UWB极窄脉冲控制BJ]r振荡器的导通或截止来实现UWB信号对载波的调制，将UWB信号的中心频率搬移到FCC开放频段（3．1GHz-10．6GHz）。通过对实际电路的测试，得出当UWB脉冲重复速率为310MHz时，可以实现载波对UWB信号稳定、高效的调制，结果证明此电路是一种非常有效的调制电路。