【正文】 實(shí)際上，這些譜線只是移到了脈沖波形的傅式變換的帶寬外面而已。 下面對 PPMTHUWB信號的頻譜占用情況進(jìn)行仿真分析，從而得出 UWB發(fā)射信號的主要參數(shù)對其功率譜密度 [17]的影響。噪聲電平根據(jù)給定的Eb/N0，其中 Eb為接收機(jī)有用信號每比特的能量。 cT 稱為碼片時間（ chip time）。這種多址技術(shù)利用了 UWB信號占空比極小的特點(diǎn)，將脈沖重復(fù)周期Ts(又稱幀周期 )劃分成 Nh個持續(xù)時間為 T,的互不重疊的碼片時隙，每個用戶利用一個獨(dú)特的隨機(jī)跳時序列在碼片時隙中隨機(jī)選擇一個作為脈 沖發(fā)射位置。 7. 在超寬帶通信系統(tǒng)中，當(dāng)用一個滿足階躍函數(shù)的電流來激勵天線時，天線的輸出端就會產(chǎn)生一個脈沖，而這個階躍電流跳變越陡峭，所產(chǎn)生的脈沖寬度就越窄。在對其功率譜做出分析。民用領(lǐng)域目前研究得比較熱基于跳時脈位調(diào)制的超寬帶發(fā)射機(jī)設(shè)計研究 第 5 頁 共 21 頁 的方面就是 UWB通信技術(shù)在移動通信領(lǐng)域的應(yīng)用。同時 UWB 系統(tǒng)還具有極強(qiáng)的穿透能力，無論在室內(nèi)或地下都可以精確定位，其定位精度可以達(dá)到厘米級。第一種定義是對軍方的定義做了兩點(diǎn)修改，一是信號帶寬指 1OdB帶寬，即 fH和 fL分別表示低于信號最大發(fā)射 10dB處的高端和低端頻率，二是信號的相對帶寬大于等于 。其系統(tǒng)容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統(tǒng)同時工作而互不干擾。隨后，這種技術(shù)被用于帶寬輻射天線振子的設(shè)計和短脈沖雷達(dá)通信系統(tǒng)的開發(fā)。這種脈沖傳輸 [9]技術(shù)的特點(diǎn)是，通過非常窄 (往往小于 1ns)的脈沖信號進(jìn)行調(diào)制，以獲得非常寬的帶寬來傳輸數(shù)據(jù)。 在目前的研究中，最常用的方式是基于 IR方式的 THUWB和 DSUWB技術(shù)。 可以得圖 31。所以跳時序列性能的優(yōu)劣 [13]對整個超寬帶無線電通信系統(tǒng)性能有很大的影響。 PPMTHUWB 發(fā)射機(jī)仿真 通過對對整個 PPMTHUWB發(fā)射系統(tǒng)的分析，得到了最終的發(fā)射信號 S(t),下面將用Matlab對整個發(fā)射鏈路進(jìn)行仿真。由 37到 310圖，可以看出熱噪聲對有用信號的影響，這與理論信噪比越小，失真越明顯相同。 Np=1，所以沒個脈沖在時間間隔上處于相同位置。因此，可以通過對這些參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪x擇，得到具有所需的頻譜特性的 PPMTHUWB信號。所以 TH碼有減小最強(qiáng)功率譜線數(shù)目的作用。連續(xù)部分由 2|)(|1 fW? 控制，離散部分的構(gòu)成成分是在頻率 1/Tb處的線性分量，即脈沖重復(fù)頻率和諧波。 調(diào)用函數(shù) transmitter_2PPM_TH，命令如下 [bits,THcode,Stx,ref]=transmitter_2PPM_TH。 這里的 d 是一個實(shí)數(shù)值序列，而 a 是二進(jìn)制序列， c 是整數(shù)值序列。 超寬帶脈沖信號的調(diào)制 PPM調(diào)制 脈沖相位調(diào)制 [12](PPM)是一種利用脈沖位置承載數(shù)據(jù)信息的調(diào)制方式。 3. 提高脈沖重復(fù)頻率，以實(shí)現(xiàn)高速率的數(shù)據(jù)傳輸 。信息通過脈沖相位調(diào)制或脈沖監(jiān)控調(diào)制等方式調(diào)制到精確定時的脈沖串中去。 1994年之前，有關(guān)超寬帶無線通信領(lǐng)域的研究主要限于美國政府和軍方項(xiàng)目的研究， 1994年之后，隨著保密限制的逐漸解除，也由于網(wǎng)絡(luò)接入和寬帶信息的用戶需求，人們開始關(guān)注超寬帶無線通信 ，從而大大加快了這方面的研究。接收時將信號能量還原出來，在解擴(kuò)過程中產(chǎn)生擴(kuò)頻增益。 基于跳時脈位調(diào)制的超寬帶發(fā)射機(jī)設(shè)計 研究 基于跳時脈位調(diào)制的超寬帶發(fā)射機(jī)設(shè)計研究 第 2 頁 共 21 頁 第 1 章 超寬帶無線通信 超寬帶技術(shù)的定義及特點(diǎn) “超寬帶”是在輻射波形基礎(chǔ)上定義定的，它的概念首先由美國軍方于 1990 年提出，其定義的特征是信號的相對帶寬大于 20%25%的任何波形。 5. 抗干擾性強(qiáng) UWB 采用跳時擴(kuò)頻信號，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在 發(fā)射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。 超寬帶技術(shù)的現(xiàn)狀及應(yīng)用 現(xiàn)代的超寬帶通信 [7]的應(yīng)用開始于 1993年美國南加州大學(xué)的 Scholtz教授將碼分多址的概念和方法引入超寬帶通信領(lǐng)域。 UWB通信是通過發(fā)射和接收時域上很短的脈沖信號來傳輸信息的，它以每秒數(shù)十兆的速率發(fā)射和接收脈沖寬度小于 1 ns的窄脈沖信號。 2. 優(yōu)化脈沖波形，不同的脈沖波形，其頻譜特性又很大的差別，因此波形應(yīng)根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用來選擇 。因此，同一波形可以通過改變脈沖形成因子的值來得到不同的帶寬。 第二個模塊是傳輸編碼器，就是應(yīng)用整數(shù)值碼序列 0 1 1( , , , , , , )jjc c c c c ?? ??? ??? ???和二進(jìn)制序列 0 1 1( , , , , , , )jja a a a a ?? ??? ??? ???，產(chǎn)生一個新序列 d ，序列 d 的一般元素表達(dá)式如下： j j c jd c T a ??? （ 32） 基于跳時脈位調(diào)制的超寬帶發(fā)射機(jī)設(shè)計研究 第 11 頁 共 21 頁 式 32中， cT 和 ? 是常量，對所有的 jc 滿足條件 j c scT T??? ，通常 cT?? 。 疊 疊 疊 疊疊 疊 疊 疊疊 疊 疊 疊P P M 疊 疊疊 疊 疊 疊疊 疊 疊 疊疊 疊 疊 疊疊 疊疊 疊 疊疊 疊疊 疊疊 疊疊 疊疊疊 疊疊疊 圖 35 PPMTHUWB發(fā)射流程 可以設(shè)置信號特征參數(shù)：平均發(fā)射功率 Pow為 30dBm，信號的 抽樣頻率 fc為 50GHz，由二進(jìn)制源產(chǎn)生的比特數(shù) numbits為 2，平均脈沖重復(fù)時間 Ts為 3ns，每個比特映射的脈沖數(shù) Ns為 5，碼片時間 Tc為 1ns，跳時碼的碼元最大值上界 Nh為 3和周期 Np為 5，沖激響應(yīng)持續(xù)時間 Tm為 ，脈沖波形形成因子 tau為 ， PPM時移 。如果假設(shè) b是一個嚴(yán)格平穩(wěn)離散隨機(jī)過程，由其抽取的不同隨機(jī)變量 bk是統(tǒng)計獨(dú)立并具有相同的概率密度函數(shù)，則其功率譜密度可以表示為 : ])(|)(||)(|1[|)(|)( 222 ??????????n bbbvs TnfT fWfWT fPfP ? （ 38） 如果信源發(fā)射比特 0(沒有偏移 )的概率為 p，發(fā)射比 特 1(有 ? 偏移 )的概率為 1p，那么可得 : 基于跳時脈位調(diào)制的超寬帶發(fā)射機(jī)設(shè)計研究 第 17 頁 共 21 頁 ))2c o s (1(2))2c o s (1(21|)(| 22 ???? fpfpfW ?????