本文關(guān)鍵詞：超寬帶無線電波形設(shè)計(jì)研究

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【摘要】：超寬帶(Ultra-Wide Band,UWB)無線通信技術(shù)是一種共享超寬帶電磁頻譜的通信方式。區(qū)別于傳統(tǒng)載波無線通信技術(shù),UWB通信系統(tǒng)直接利用納秒級或皮秒級時寬脈沖信號傳輸信息,具有輻射功率極低,對信道衰落不敏感,數(shù)據(jù)傳輸速率高,低偵查率,高定位精度,高性能,低結(jié)構(gòu)復(fù)雜度和低成本,超低功耗等特點(diǎn),在進(jìn)行安全高效通信的同時,還解決了無線電頻譜資源緊缺這一問題。本文針對UWB無線電中的波形設(shè)計(jì)問題作了較為深入的研究。主要內(nèi)容如下:(1)主要研究了用于UWB系統(tǒng)的幾種脈沖波形:高斯類脈沖、升余弦脈沖、厄米(Hermite)多項(xiàng)式脈沖及其正交型厄米-羅德里格斯(HR)脈沖,分析了這三種脈沖信號的波形、能量譜(ESD)、功率譜(PSD)等特性,對比了三種脈沖信號的優(yōu)缺點(diǎn)與實(shí)際應(yīng)用價值。(2)探討了UWB信號的調(diào)制與傳輸性能。主要研究了二進(jìn)制脈沖位置調(diào)制-跳時UWB(2PPM-TH-UWB)信號和二進(jìn)制脈沖幅度調(diào)制-直擴(kuò)UWB(2PAM-DS-UWB)信號的典型產(chǎn)生方法與調(diào)制性能,分析和展示了正交多進(jìn)制脈位(PPM)和脈幅調(diào)制(PAM)信號的傳輸距離、信噪比(SNR)、誤碼率(BER)以及數(shù)據(jù)速率等特性與相互關(guān)系。(3)基于聯(lián)邦通信委員會(FCC)發(fā)布的UWB無線通信輻射功率掩蔽標(biāo)準(zhǔn)(FCC-EM),提出了兩種簡單的UWB波形設(shè)計(jì)方法:隨機(jī)系數(shù)加權(quán)算法(RCWM)與最小平方誤差準(zhǔn)則算法(LSE),并分別基于高斯脈沖與HR脈沖對RCWM與LSE算法進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果驗(yàn)證了兩種算法的有效性與可靠性。(4)在相關(guān)參考文獻(xiàn)算法的基礎(chǔ)上提出了一種基于頻譜約束優(yōu)化的迭代UWB波形設(shè)計(jì)算法(SCOM算法),解決了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)算法中效率過低、頻率覆蓋范圍控制不精確以及單個頻率點(diǎn)處的輻射功率無法有效控制的問題,改善了原始算法對初始信號敏感依賴、頻譜凹槽深度不夠大、迭代次數(shù)較多、難以收斂等問題。通過仿真實(shí)驗(yàn),SCOM能夠較有效地設(shè)計(jì)出滿足自定義輻射功率掩蔽(UDEM)上限的目標(biāo)UWB波形。且在30至40dB的凹槽深度區(qū)間內(nèi),在迭代次數(shù)性能與迭代時間性能方面優(yōu)于原始算法,比原始算法有更好的凹槽產(chǎn)生性能、更好的收斂性能與更強(qiáng)的功率控制能力。
【關(guān)鍵詞】：超寬帶脈沖 超寬帶調(diào)制 波形設(shè)計(jì) 輻射掩蔽 頻譜凹槽
【學(xué)位授予單位】：大連大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-19
• 1.1 無線電發(fā)展歷程簡介11-12
• 1.2 超寬帶的研究背景及意義12-14
• 1.3 超寬帶信號的定義14-15
• 1.4 超寬帶的研究動態(tài)及發(fā)展現(xiàn)狀15-17
• 1.5 本文內(nèi)容與組織結(jié)構(gòu)17-19
• 2 UWB脈沖無線電波形19-33
• 2.1 UWB脈沖超寬帶理論基礎(chǔ)19-21
• 2.2 UWB脈沖波形設(shè)計(jì)模型21-32
• 2.2.1 高斯類脈沖21-30
• 2.2.2 升余弦脈沖波形30-31
• 2.2.3 Hermite多項(xiàng)式脈沖及其正交型HR函數(shù)31-32
• 2.3 本章小結(jié)32-33
• 3 UWB無線電調(diào)制與傳輸技術(shù)33-44
• 3.1 UWB信號的調(diào)制33-37
• 3.1.1 概述33
• 3.1.2 PPM-TH調(diào)制33-35
• 3.1.3 PAM-DS調(diào)制35-37
• 3.2 UWB無線電傳輸37-43
• 3.2.1 引言37-39
• 3.2.2 UWB鏈路預(yù)算39-43
• 3.3 本章小結(jié)43-44
• 4 基于FCC-EM的波形設(shè)計(jì)44-50
• 4.1 引言44
• 4.2 隨機(jī)系數(shù)加權(quán)的波形設(shè)計(jì)44-47
• 4.2.1 算法模型44-45
• 4.2.2 RCWM算法仿真45-47
• 4.3 最小平方誤差準(zhǔn)則的波形設(shè)計(jì)47-49
• 4.3.1 算法模型47
• 4.3.2 LSE算法仿真47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 5 基于頻譜約束優(yōu)化的波形設(shè)計(jì)50-68
• 5.1 引言50
• 5.2 SHAPE算法模型及分析50-52
• 5.3 SCOM算法模型52-55
• 5.4 用于仿真的LFM信號模型55-59
• 5.5 SCOM算法性能仿真59-67
• 5.5.1 SCOM算法的頻譜凹槽產(chǎn)生性能59-63
• 5.5.2 SCOM算法的收斂性能63-64
• 5.5.3 SCOM算法的功率控制能力64-67
• 5.6 本章小結(jié)67-68
• 6 總結(jié)與展望68-70
• 6.1 總結(jié)68-69
• 6.2 展望69-70
• 參考 文獻(xiàn)70-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況73-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：830482