IEEE802.15.4a信道对UWB功率谱影响分析

研究超宽带功率谱密度,从路径损耗模型、多路径模型和小尺度衰落模型方面分析IEEE802.15.4a工作组信道模型.采用直接序列脉冲(direct-sequence pulse-amplitude modulation,DSP-PAM)超宽带(ultra-wideband,UWB)系统的信道响应,仿真分析了8种信道对2～10 GHz超宽带系统功率谱分布情况.仿真结果表明,多路径信道对UWB功率谱影响不大,脉冲UWB具有抗多路径干扰能力强的特点.     

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.     

软件无线电中的发射机研究

本文讨论了通信信号的基带调制方法，并提出了可用于软件无线电的单信道发射机和信道化发射机的实现方案，这两种方案采用了新颖的上变方案，可灵活方便地产生各种调制样式的射频通信信号，颇具实用价值。     

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.     

芯片间无线互连通信系统结构设计

在分析了射频互连、交流耦合互连、三维互连、光互连以及基于片上天线无线互连等系统的优点、缺点基础上,阐述了基于印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)实现芯片间无线互连的新结构:以芯片管脚作为收发天线,利用PCB介质形成无线通信信道。与其它互连方式相比,在减少PCB层数、减少对外部环境的电磁污染、实现无线多信道以及兼容互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)工艺等方面具有明显优势。设计了工作于60GHz的4个单极子天线阵列,代表2个芯片的4个管脚,仿真结果表明发射天线的S11在60 GHz时达到-19 dB,在4080 GHz之间均小于-10 dB,相对带宽约为50%,满足超宽带无线通信要求。     

基于BOK调制的Chirp超宽带通信系统的Simulink仿真实现

介绍了基于BOK调制的Chirp超宽带无线通信系统的原理,从理论上分析了BOK解调时的误码率,并运用Matlab/Simulink构建了基于BOK调制的Chirp超宽带通信系统的仿真模型,实现了BOK调制、信号相干检测、误码率计算等功能,完成了在加性高斯白噪声信道下点对点的通信,给出了在AWGN信道中不同时间带宽积条件下的信噪比误码率仿真曲线.仿真分析结果表明,运用Simulink建立的超宽带通信系统模型对超宽带系统进行研究是切实可行的.     

直接时差计数超宽带标签定位系统

构建了一种新的超宽带标签定位系统．该方案采用一个独立时差计数器统一记录标签信号到达各基站的时间差,故基站间无须严格同步的参考时钟,避免了因参考时钟起点不同步带来的测量误差,从而在有效地提高定位精度的同时降低了系统实现复杂度．对所提定位方案进行了测量误差分析和仿真验证,结果表明,在IEEE 802.15.4a给出的室内多径信道中,系统定位性能优于基站间未严格同步的传统到达时间差方案,适合应用于低功耗、低成本的室内超宽带定位和跟踪系统．     

基于UWB时域均衡及天线选择的Rake接收机

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。联合利用接收天线选择和均衡技术的Rake接收机,能分别抑制多径衰落和符号间干扰(ISI),提高系统容量,节省了射频链路。在802.15.3a信道模型的基础上,针对DS-UWB系统,进行了系统仿真,理论分析和仿真,结果表明这种接收机的性能优于传统的Rake接收机。     

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0.13μm CMOS技术的超宽带低噪放大器设计

针对信号频段为3.1～10.6GHz的超宽带系统射频前端,提出一种基于0.13μm CMOS技术的低噪声放大器设计与实现.该放大器采用两级结构,通过第一级单端型电阻反馈和第二级单端转差分型电压缓冲器的级联设计,在获得足够的信号功率增益的同时,能够实现超宽带范围内的输入匹配.整体电路仿真结果表明:在3.1～10.6GHz的工作频段,电压增益为23.2dB,输入回波损耗小于-13dB.在6GHz时噪声系数最小值为2.4dB,最大值为2.7dB,输入三阶交调截取点(IIP3)为-11.9dBm.在1.2V电源电压下,该低噪声放大器功耗为12.2mW,芯片面积为0.32mm2.     

数字信道化技术及其在被动导引系统中的应用

针对被动导引系统数字接收机的大瞬时带宽、高灵敏度等要求,提出一种宽带数字信道化接收与相位干涉仪测向相结合的方法.分析了不同排列的数字信道化高效结构的特点以及应用于被动导引系统中存在的问题,利用FFT谱分析方法测频,解决了位于同一子带信道同时到达信号的测频问题,该方法为被动导引系统信号分选提供了新的分选参数,并且提高了分选通道的灵敏度.数字信道化仿真实验验证了该结构的正确性.通过构建实际系统并进行测试,结果表明该数字信道化接收机可以满足系统指标的要求,并已应用于被动导引系统中.     

高效数字信道化IFM接收机的研究

采用一种具有普遍性的推导方法得到基于DFT多相滤波器组的宽带数字信道化接收机高效结构,并且将瞬时测频技术应用于该结构中,提出了一种数字信道化瞬时测频接收机方案。计算机仿真表明:该方案提高了信道化接收机的频率分辨率,能够分辨同时落入一个信道的两个信号,而且运算复杂度低,硬件实现效率高,是能适应现代电子战中密集的信号环境的一种高效侦察接收机方案。     

具有带阻特性的超宽带天线研究

根据短距离无线电通信系统对超宽带天线的要求,提出了一种具有带阻特性的紧凑的超宽带天线。通过在辐射贴片上开两个L型槽来实现天线的带阻特性,仿真和实测结果表明,所设计的天线具有30 mm ＆#215;30 mm尺寸大小,可实现天线频带宽度（ S11≤-10 dB）3．512 GHz,相对带宽达110％,并实现了5．26．2 GHz的带阻特性,实验结果表明,该设计天线在工作频带范围内具有全向性,适用于超宽带系统的应用,而且最高增益达到了7．58 dB。     

面向高阶调制的5G 宽带射频功放数字预失真技术

在第5 代无线通信系统(5G) 中, 射频(RF) 功放(PAs) 有着严重的非线性失真和强记忆效应, 尤其是对于采用复杂的高阶调制系统, 如16QAM、64QAM 等。为了研究和提高宽带RF PAs 的线性化能力, 提出基于先进设计 系统(advanced design system, ADS) 设计的宽带RF PAs, 工作的中心频率为3.55 GHz, 采用记忆多项式(MP) 模型构建数字预失真器, 模型的归一化均方误差(NMSE) 指标可达??33:28 dB。最后, 采用带宽为100 MHz 的16QAM 或64QAM 高阶调制的5G 新空口(new radio, NR) 信号, 信号最大幅度值为9.899 dB, 对中心频率为3.55 GHz 的RF PAs 进行预失真仿真验证。仿真结果表明, 在16QAM 调制方式下, 邻信道功率比(ACPR) 可分别改善20.13 dB 和 20.05 dB; 在64QAM 调制方式下, ACPR 可分别改善18.35 dB 和19.08 dB。实验测试结果表明, 在16QAM 调制方式下, ACPR 分别改善15.81 dB 和16.40 dB; 在64QAM 调制方式下, ACPR 分别改善15.44 dB 和15.82 dB。说明基 于MP 的数字预失真器对基于ADS 的RF PAs 的非线性具有明显的抑制作用。因此基于MP 模型的数字预失真器可用于所提RF PAs 的线性化, 且采用16QAM 调制方式比基于64QAM 调制方式的预失真能力更强。     

具有带阻特性的印刷U型超宽带天线设计

本文设计制作了一种具有带阻特性的印刷U型超宽带微带天线。采用在接地面上开一个矩形槽来实现天线的带阻特性,通过改变矩形槽的长度和宽度可以调节阻带宽度,并对阻抗和辐射特性进行了讨论。仿真结果表明,可以通过改变矩形槽的宽度来改变阻带的位置和宽度,可实现天线频带宽度（S11≤-10 dB）为2.8～10.5 GHz,相对带宽达116%,并能精确阻隔WLAN（5.725～5.85GHz）频率段。实验结果表明该天线适用于超宽带系统的应用。     

Ka波段耦合腔行波管的粒子模拟研究

利用粒子模拟技术对Ka波段耦合腔行波管的非线性互作用现象进行了研究。互作用电路采用的是重入式双交错梯形线耦合腔慢波结构,设计了匹配良好的高频耦合系统,并建立了一个基于CPI的Ka波段耦合腔行波管的三维电路模型。粒子模拟结果表明,当采用和CPI管子相同的电气参数和色散特性时,该管能在28.3～30 GHz的频率范围内有大于550 W的饱和平均输出功率,瞬时带宽大于600 MHz,相应的饱和增益和电子效率分别大于33 dB和8.39%。上述结果与CPI的测试结果吻合良好,证明了设计方案的可行性以及粒子模拟能较准确地对耦合腔行波管的工作性能进行估计。     

一种宽带数字信道化接收机

由于数字接收机对瞬时宽带信号实时处理以及高精度测量的要求,所以设计了一种高效的数字信道化接收机系统．采用多相滤波和短时快速傅里叶变换技术结合多相快速傅里叶变换的实时宽带数字接收机,能够对宽带信号实时滤波、检测和参数测量,不仅具有较高的时频测量精度,而且数据输出率低．基于该方法利用现场可编程门阵列和数字信号处理器件设计了瞬时带宽为640MHz的宽带数字接收机,提高了测量精度．     

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.     

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.     

平面印刷单极子天线频带抑制技术的应用

为克服无线通信系统间相互干扰,采用频带抑制技术对共面波导馈电圆形单极子天线进行改进,设计出一副具有双阻带特性的超宽带天线和一副用于无线局域网/全球微波接入(WLAN/WiMAX)系统的三频段天线.通过在圆形贴片底端加载两条多边形槽线,实现了3.29～4.00 GHz和5.29～6.00 GHz抑制频段的超宽带天线,阻带覆盖了WLAN/WiMAX应用频段.在三频段天线的设计中,综合采用五边形槽线、调谐枝节和扇形槽加载技术,对频带进行阻断和控制.实测三频段天线的工作频带为2.25～2.80 GHz、3.3～3.8 GHz和5.1～5.9 GHz,覆盖了WLAN/WiMAX系统的应用频段,并在其余频段具有良好的频带抑制特性.所设计的两幅天线均具有可调的工作频段,适合复杂环境中对无线通信系统相互干扰的抑制.