基于跳時(shí)脈位調(diào)制的超寬帶發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)研究畢業(yè)論文-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 / T s ( 脈沖 / s )d j= c jT c + a jε d j+ jT sS ( t ) 圖 33 PPMTHUWB 信號(hào)的發(fā)射方案 給定待發(fā)射的二進(jìn)制序列 0 1 1( , , , , , , )kkb b b b b ?? ??? ??? ???，其速率 1/ ( / )bbR T b s? ，上圖中的第一個(gè)模塊使每個(gè)比特重復(fù) sN 次，產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制序列： 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1( , , , , , , , , , , , , , , , , , , ) ( , , , , , , )k k k k k k j jb b b b b b b b b b b b a a a a a? ? ? ???? ??? ??? ??? ??? ??? ??? ? ??? ??? ??? ? 新的比特速率 / 1 / ( / )cb s b sR N T T b s??。 跳時(shí)多址（ THMA） 跳時(shí)多址 (THMA)技術(shù)可以方便的與 PPM調(diào)制方式相結(jié)合形成跳時(shí)脈沖相位調(diào)制(THPPM)系統(tǒng)方案。 現(xiàn)改變沖激脈沖的持續(xù)時(shí)間 tau，其他變量不變， tau分別為 , , ,調(diào)用函數(shù) waveform。 6. 穩(wěn)定輸出，由于發(fā)射脈沖信號(hào)的寬度較窄、系統(tǒng)的傳輸速率較高，因此在接收端為保證解調(diào)、捕獲和同步的正確，避免因輸出不穩(wěn)定而帶來(lái)的誤碼率上升，就必須使脈沖產(chǎn)生器輸出的波形、相位保持較高的穩(wěn)定性。而 DSUWB則 是用編碼后的數(shù)據(jù)符號(hào)對(duì)基本脈沖的幅度進(jìn)行調(diào)制。再經(jīng)過(guò)最后一個(gè)脈沖形成濾波器形成信號(hào)， 波形為S(t)=? ??∞ ∞j )AjCjTcjTsp(t ε。 調(diào)制方式：鑒于系統(tǒng)對(duì)功率有效性的要求較高， UWB 的調(diào)制 方式一般采用二進(jìn)制的脈沖相位調(diào)制 (PPM)或二進(jìn)制相移鍵控 (BPSK)。軍用超寬帶無(wú)線通信技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)主要?jiǎng)右蚴抢贸瑢拵盘?hào)的隱蔽性、抗干擾性能、高數(shù)據(jù)傳輸速率和系統(tǒng)的多功能集成等，其用途主要是戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)和移動(dòng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。這時(shí)這項(xiàng)技術(shù)被稱為基帶無(wú)載波調(diào)制或沖擊無(wú)線電技術(shù)。 7. 多徑分辨能力強(qiáng)，定位精確 極短窄帶脈沖在空間和時(shí)間上都不容易產(chǎn)生重疊，因此 UWB 信號(hào)具有很強(qiáng)的多徑分辨能力，從而 UWB 系 統(tǒng)也具有很強(qiáng)的抗衰落能力。低發(fā)射功率大大延長(zhǎng)了系統(tǒng)電源的工作時(shí)間。 20xx年 4月，美國(guó) FCC給出了“超寬帶”的兩種定義。在 FCC的指導(dǎo)下，對(duì) UWB的使用提供了在短距離、低發(fā)射功率，有極高的容量的要求。 3. 發(fā)送功率非常小 UWB 系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于 1mW 的發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)通信。另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機(jī)無(wú)法接收。 1972年，一種高靈敏的短脈沖接收設(shè)備研制成功，進(jìn)一步加速了 UWB技術(shù)的研究進(jìn)展。 超寬帶無(wú)線通信技術(shù)的應(yīng)用主要是民用和軍用兩方面。 脈沖波形：為使天線能將信號(hào)能量有效地輻射出去，脈沖無(wú)線電采用高斯函數(shù)的各階導(dǎo)數(shù)作為發(fā)射脈沖波形，可通過(guò)選擇脈沖寬度和階數(shù)來(lái)獲得不同的帶寬及中心頻率位置。然后經(jīng)過(guò)傳輸編碼器，用整數(shù)值序列 c和二進(jìn)制序列 a產(chǎn)生一個(gè)新序列 d，再把序列 d 輸入到 PPM 調(diào)制模塊產(chǎn)生一個(gè)單位脈沖序列，這些脈沖是在 jTs 基礎(chǔ)上偏移 dj。 THUWB是對(duì)脈沖除了進(jìn)行調(diào)制外，還要用偽隨機(jī)碼或偽隨機(jī)噪聲 (PN)對(duì)數(shù)據(jù)符號(hào)進(jìn)行編碼，編碼后的數(shù)據(jù)符號(hào)引起脈沖在時(shí)間軸上的偏移 。 5. 功率限制，由于超寬帶通信占用很寬的頻帶，對(duì)輻射功率的控制必須嚴(yán)格，以免對(duì)其它系統(tǒng)造成干擾 。 圖 31 超寬帶脈沖波形 圖 31所示為一高斯函數(shù)的二階導(dǎo)函數(shù)， 脈沖寬度 1ns，可以看出其很窄，可以用于超寬帶的脈沖波形進(jìn)行傳輸。 PPM 調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)在于，它僅需要根據(jù)數(shù)據(jù)符號(hào)控制脈沖位置，不需要進(jìn)行脈沖幅度和極性的控制，便于以較低的復(fù)雜程度實(shí)現(xiàn)調(diào)制與解調(diào)。 PPMTHUWB發(fā)射機(jī)的實(shí)現(xiàn) PPMTHUWB信號(hào)產(chǎn)生原理 在結(jié)合了二進(jìn)制 PPM 的 THUWB（二進(jìn)制 PPMTHUWB）中。 實(shí)數(shù)值序列 d 輸入到第三個(gè)模塊，即 PPM 調(diào)制模塊，產(chǎn)生了一個(gè)速率為/ 1/p s b sR N T T??（脈沖 /s）的單位脈沖（ Dirac pulses ()t? ）序列。系統(tǒng)模型如圖 34： 二 進(jìn) 制源重 復(fù) 編 碼 器發(fā) 送 編 碼+P P M 調(diào) 制 器脈 沖 形 成 器 圖 34 PPMTHUWB發(fā)射器的系統(tǒng)模型 運(yùn)用函數(shù) transmitter_2PPM_TH,就能仿真出整個(gè)發(fā)射鏈路。至于 TH序列可以從 個(gè)波形在其相應(yīng)的片碼時(shí)間中處那個(gè)位置，第一個(gè)時(shí)隙為 0，第二個(gè)為 1，第三個(gè)為 2，不難看出 TH碼為 [1， 1， 2， 2， 2]。 PPMTHUWB功率譜分析 給定調(diào)制信號(hào) m(t),PPM波形 x(t)的模擬形式由一串形狀相同，嚴(yán)格不相重疊的脈沖組成，但這些脈沖的間隔不再是相同的時(shí)間 Tx，而是隨 m(jTs)值偏移， m(jTs,)是連續(xù)的嚴(yán)格平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程 m(t)的抽樣，且每個(gè) m(jTs)值是統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的，其概率密度函數(shù)為w(m(jTs)) 。如果 m(jTs)的值很小，那么PPM信號(hào)類似于一個(gè)周期信號(hào)，而離散部分在低頻部分占優(yōu)勢(shì) 。 通過(guò)運(yùn)行： [PSDu0,df]=PSD_(u0,50e9)。下面考慮增加 TH碼的碼元最大上界 Nh，也就是將時(shí)間間隔 Ts分成更多的小間隔 Tc，增大了脈沖在每個(gè)間隔 Ts中的位置的隨機(jī)性。 基于跳時(shí)脈位調(diào)制的超寬帶發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)研究 第 21 頁(yè) 共 21 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1]ultispectral , Ultra Wideband (UWB) Frequently Asked Questions(FAQ). [2] 張志勇 .精通 [M]. 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， 20xx. [3] 陳懷琛 ,吳大正 ,高西全 .MATLAB及在電子信息課程中的應(yīng)用 [M].北京 :電子工業(yè)出版社， 20xx. [4]FCC, ET Docket 98153, FIRST REPORT AND ORDER: Revision of Part 15 of the Commission39?？梢钥吹?， PPM偏移的引入，使最強(qiáng)功率譜線的峰值進(jìn)一步下降，峰值譜線的數(shù)目進(jìn)一步減少。 Np=5的譜線與 Np=1的時(shí)候相比，雖然譜仍然是離散的，但由于 1/Tb1/Ts，所以譜線出現(xiàn)的頻率比前面相同帶寬情況下的要多，碼的白化效果也是明顯的 :能量分布 在一個(gè)更大的譜線范圍內(nèi)，并且譜線的峰值更小。其他參數(shù)設(shè)置為 :平均發(fā)射功率 Pow 為 30dBm
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