【正文】 （ 39） 在信號(hào)源發(fā)等概率發(fā)射 0和 1的情況下，可簡(jiǎn)化為下式 : ))2c o s (1(21|)(| 2 ?? ffW ?? （ 310） 功率譜密度 [16]表達(dá)式包含了連續(xù)和離散兩個(gè)部分。 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。 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 共 21 頁 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。 通過運(yùn)行： [PSDu0,df]=PSD_(u0,50e9)。 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)) 。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。 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。 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。 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 。 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，可通過選擇脈沖寬度和階數(shù)來獲得不同的帶寬及中心頻率位置。 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。 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。 20xx年 4月，美國(guó) FCC給出了“超寬帶”的兩種定義。 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。軍用超寬帶無線通信技術(shù)的研究和開發(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)無線網(wǎng)絡(luò)。再經(jīng)過最后一個(gè)脈沖形成濾波器形成信號(hào)， 波形為S(t)=? ??∞ ∞j )AjCjTcjTsp(t ε。 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。 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。這些脈沖在時(shí)間軸上的位置為 sjjT d? ，因此脈沖位置在 jT 基礎(chǔ)上偏移了 jd ，脈沖的發(fā)生時(shí)間也可表示為 ()s j c jjT c T a ???。 PPMTHUWB信號(hào)抗噪聲分析 在信道模型中，應(yīng)考慮信號(hào)受到加性噪聲 n(t) 污染 [15]的情況，函數(shù) Gnoise1用于產(chǎn)生一個(gè)加性高斯噪聲信號(hào)并將其加到輸入信號(hào)矢量 input上。但若 m(jTs)值較大， PPM信號(hào)就失去了與周期信號(hào)的相似性，這時(shí)連續(xù)分量在低頻和高頻部分都占優(yōu)勢(shì)。設(shè)參數(shù)跳時(shí)碼最大值上界 Nh為 100, 碼片時(shí)間 Tc=，得到的頻譜為 : 圖 314 無 PPM 有 TH 碼， Np=5000，增大 Nh 時(shí)的功率譜密度 比較圖 314和圖 313中的功率普密度，不難看出，由于增大了 Nk的值，每個(gè)脈沖在間隔 Ts中的可能的位置數(shù)增加，起到了去除功率譜密度中強(qiáng)峰值的作用。 最后，考慮 PPM調(diào)制的影響，也就是引入 PPM偏移量，設(shè) PPM偏移 dPPM=，代表比特符號(hào) 1的偏移量為 到的頻譜如下所示 : 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 20 頁 共 21 頁 圖 315 引入 PPM 偏移的功率譜密度 圖 315所示了最后 PPMTHUWB信號(hào)的功率譜密度。 首先考慮沒有 PPM 調(diào)制和 TH 編碼的 UWB 信號(hào)，即 PPM 偏移量為零，跳時(shí)碼周期 Np為 1。 調(diào)用該函數(shù)的命令為： [output,noise]=Gnoise1(input,ebno,numbits)。 最后一個(gè)模塊是脈沖形成濾波器，其沖激響應(yīng)為 ()pt 。將跳時(shí)技術(shù)與 PPM結(jié)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 10 頁 共 21 頁 合，可以有效的抑制 PPM信號(hào)中的離散譜線，達(dá)到平滑信號(hào)頻譜的作用。這就基于跳時(shí)脈位調(diào)制的超寬帶發(fā)射機(jī)設(shè)計(jì)研究 第 8 頁 共 21 頁 對(duì)脈沖形成器的單位沖激相 應(yīng)的選擇是十分重要的，因?yàn)樗鼤?huì)對(duì)發(fā)射信號(hào)產(chǎn)生較大的影響。 關(guān)鍵問題： 理解超寬帶通信技術(shù)的原理； 二進(jìn)制為源信號(hào)，需了解其產(chǎn)生，并對(duì)其進(jìn)行重復(fù)編碼； 了解 THPPM 調(diào)制原理，熟悉脈沖形成的器產(chǎn)生脈沖信號(hào)； 能應(yīng)用 MATLAB 進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)； 能對(duì) PPMTHUWB 信號(hào)功率譜密度進(jìn)行分析。由于 UWB系統(tǒng)具有耗能低的特點(diǎn)，若將其應(yīng)用到移動(dòng)通信領(lǐng)域中，將大大提高我們 mobile的待機(jī)時(shí)間。 UWB通信性能 [6]也存在著一定的局限性，影響其使用的一個(gè)非常實(shí)際的問題就是干擾的問題。第二種定義是如果一 個(gè)信號(hào)的 10dB帶寬大于或等于 500 M