【文章內(nèi)容簡介】 義，而且對于無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃也非常重要。多徑傳播模型對傳輸技術(shù)的選擇和接收機(jī)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。這兩個模型在超寬帶室內(nèi)信道中并不是相互獨(dú)立存在的，在同一個無線信道中，二者綜合作用于發(fā)射脈沖信號[10]。超寬帶信道傳播的主要特點(diǎn)是:由于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間存在多條傳播路徑,發(fā)射信號傳播之后會產(chǎn)生多個經(jīng)過時延和衰落的信號。根據(jù)沖激無線電應(yīng)用實(shí)際,需要考慮到脈沖在反射或穿透障礙物時其性狀的變化。脈沖的性狀應(yīng)與傳播路徑有關(guān),不同的傳播路徑有不同的沖激響應(yīng)。因此,接收信號可表示為[11]: （）這里,一個特定的脈沖波形與路徑n對應(yīng), 和分別為第n條路徑時刻t的信道增益和信道時延,N(t)是時刻t觀測到的路徑數(shù),n(t)是接收機(jī)處的加性噪聲。IEEE模型的信道沖激響應(yīng)可以表示為: （）其中X是對數(shù)正態(tài)隨機(jī)變量,代表信道的幅度增益。N是觀測到的簇的數(shù)目,K(n)是第n簇內(nèi)接收到的多徑數(shù)目, 是第n簇中第k條路徑的系數(shù),Tn是第n簇到達(dá)時間, 是第n簇中第k條路徑的時延。這個模型是將室內(nèi)環(huán)境分成四種典型的情況:CM1(0~4m,視距傳播(LOS)),CM2(0~4m,非視距傳播(NLOS)), CM3 (4~10m,非視距傳播 (NLOS)),CM4(4~10m,極端情況下的非視距傳播 (NLOS)),。 CM1~CM4信道模型特性模型特性CM1CM2CM3CM4平均能量延遲(ns)RMS延遲(ns)581426NP(85%)信道能量平均值(dB)信道能量標(biāo)準(zhǔn)差(dB)UWB室內(nèi)信道模型的通信環(huán)境比較復(fù)雜,通信距離比較短,通常在10m以內(nèi),慢衰落、密集多徑和準(zhǔn)靜止是它的主要特征。 ns。4超寬帶相關(guān)接收模塊設(shè)計(jì)在進(jìn)行UWB相關(guān)接收設(shè)計(jì)時,設(shè)計(jì)合適的相關(guān)器對接收機(jī)的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。根據(jù)超寬帶信號要求和各種相關(guān)器的特點(diǎn),沖激無線電的相關(guān)器設(shè)計(jì)通常采用模擬式相關(guān)器或混合式相關(guān)器。模擬式相關(guān)器是指接收信號和相關(guān)模板信號都是模擬量?；旌鲜较嚓P(guān)器的特點(diǎn)是接收信號為模擬量,而將模板信號量化為了數(shù)字量。自相關(guān)接收機(jī)的一種典型應(yīng)用是基于超寬帶信號的發(fā)送參考(TR)接收機(jī),它的基本思想是發(fā)射機(jī)在時刻t發(fā)送一個引導(dǎo)脈沖,然后在t+D時刻發(fā)送第二個脈沖,該脈沖與引導(dǎo)脈沖完全一樣,調(diào)制信息被映射到第二個脈沖上。在接收端,通過判決延遲D時刻獲得的接收脈沖信號的自相關(guān)值提取數(shù)據(jù)信息,[12]。 TR自相關(guān)接收系統(tǒng)互相關(guān)接收機(jī)可以采用模擬式和混合式方式進(jìn)行相關(guān)處理,其中模擬方式選用與接收信號一致的二階高斯脈沖信號作為模板信號,而混合方式可采用數(shù)字方波作為模板信號,。 UWB信號相關(guān)仿真圖5超寬帶（UWB）無線通信系統(tǒng)的simulink建模 本系統(tǒng)的構(gòu)建基于IEEE （OFDM）UWB提案。該提案支持55480 Mb/s之間的數(shù)據(jù)傳輸速率變化。OFDM信號使用跳頻（多頻帶）技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)頻,本系統(tǒng)采用三個子頻帶來實(shí)現(xiàn)OFDM信號在UWB系統(tǒng)中的應(yīng)用。本系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)如下所示： （1）射頻傳輸帶寬：528 MHz（2）跳頻擴(kuò)頻：分3頻段（， GHz為中心）（3）糾錯編碼：卷積編碼（4）碼速率：R = 5/8（5）調(diào)制：四相相移鍵控（QPSK）（6）OFDM傳輸：128點(diǎn)的IFFT。零直流（7）每個OFDM符號的有效載荷量：100（8）時間擴(kuò)展：2倍（通過跳頻進(jìn)行擴(kuò)展）（9）抗多徑循環(huán)前綴：60納秒： 仿真系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)： 系統(tǒng)發(fā)射機(jī)模型圖 信號經(jīng)過貝努二進(jìn)制調(diào)制，傳至5/8卷積編碼器，在進(jìn)行交織、QPSK調(diào)制，OFDM發(fā)射機(jī)。最后經(jīng)過跳頻和濾波后發(fā)送到信道中。其中OFDM發(fā)射機(jī)是發(fā)射機(jī)模型的核心模塊，： OFDM發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)這個子系統(tǒng)的目的是要將QPSK符號有效載荷轉(zhuǎn)變成OFDM符號（每165個樣本）的幀中，并將它傳遞給發(fā)射機(jī)的射頻前端。在子系統(tǒng)中的第一個轉(zhuǎn)換器將輸入信號轉(zhuǎn)換成定點(diǎn)數(shù)據(jù)類型。第二個轉(zhuǎn)換器將輸出轉(zhuǎn)換為雙精度浮點(diǎn)（相當(dāng)于D/A轉(zhuǎn)換器）。通過反快速傅立葉變換（IFFT）塊和增益模塊，通過其完成相關(guān)算法的定點(diǎn)運(yùn)算。： 系統(tǒng)接收機(jī)模型圖信號經(jīng)過跳頻解擴(kuò)和濾波，經(jīng)過OFDM接收QPSK解調(diào)和解交織，最后經(jīng)過維特比解碼接收。： OFDM接收機(jī)其中循環(huán)處理和信道估計(jì)/補(bǔ)償可以用于減少多徑信道對傳輸信號的影響。本系統(tǒng)采用UWB標(biāo)準(zhǔn)信道，: 信道結(jié)構(gòu)圖 , 在本次仿真中是以CM1信道模型進(jìn)行仿真的。 信道參數(shù)圖6系統(tǒng)的仿真分析通過對構(gòu)建的UWB無線通信系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真，分析了系統(tǒng)的跳頻時序，子頻帶頻譜，接收端信號頻譜和信道估計(jì)/補(bǔ)償?shù)男亲鶊D。 三個子頻帶頻譜圖， 所示。 接收端信號頻譜圖，從圖可知直流信號為零，信號受多徑衰落信道的影響較明顯。 信道估計(jì)/補(bǔ)償后的星座圖，達(dá)到了該模塊構(gòu)建的目的。 本系統(tǒng)還分析了誤碼率，經(jīng)過一段時間的仿真統(tǒng)計(jì)，*105 滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求?？偨Y(jié)超寬帶無線通信技術(shù)作為一項(xiàng)新興的無線通信技術(shù)，因其本質(zhì)及具有信息傳輸速率很高、抗多徑干擾能力強(qiáng)、系統(tǒng)容量大、與現(xiàn)有通信系統(tǒng)頻譜共享、低功耗等諸多優(yōu)越性而成為人類實(shí)現(xiàn)未來中短程高速無線通信的首選無線通信技術(shù)。在該仿真系統(tǒng)的建立期間，本人做了以下工作：(1)研究了大量超寬帶無線通信技術(shù)和MATLAB仿真知識，為該UWB通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。（2研究了simulink仿真系統(tǒng)，分析了系統(tǒng)的仿真分析方法。同時參考了大量設(shè)計(jì)方案及仿真模塊的參數(shù)配置。（4）建立的超寬帶通信系統(tǒng)的仿真模型，并完成的仿真實(shí)驗(yàn)，使系統(tǒng)能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。由于時間和知識有限，系統(tǒng)也存在一些局限性，要使該系統(tǒng)真正實(shí)用化還需要更多的理論研究和實(shí)踐操作。參考文獻(xiàn)[1]Moe Z Win，Robert A Scholtz. Impulse Radio: How It Works. IEEE Communication Letters[J].2002.[2]Xiaomin Chen，Sayef Kiaei. Monocycle Shapes for Ultra Wideband System. IEEEISCAS[J].2002.[3]Xiaojing Huan，Yunxin Li. Generating NearWhite Ultra一Wideband Signals with Period PN Sequences. Conefrence Proceesings of the IEEE VTC2001，Rhodes，Greece[J].2001[4]K Siwika. UltraWide Band Radio: Introducing a new Domain Corp[J].1999.[5][M]..[6]K Siwika，P Withington and S Band Radio: the Emergence of an Important new VTC[J].2001.[7]M Z Win，R A Bandwidth TimeHopping Impulse Radio for Wireless MultipleAccess Communications. IEEE Trans. On Communications，2000[8] R A Seholtz. Multiple Access with TimeHopping Impulse Modulation ’93，Bedofdr[J].1993.[9]A Muqaibel，B Woerner and S Riad. Application of Multiuser Detection Techniques to ImPulse Radio Time Hopping Multiple Access Systems. IEEE Conference on Ultra Wideband Systems and Technologies[J].2002.[10]G M Maggio，N Rulkov，M Sushehik. 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Terry, OFDM wireless LANs: a theoretical and practical guide, SAMS[J].2002.致　 謝該畢業(yè)設(shè)計(jì)論文是在江沸波老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的。從設(shè)計(jì)選題，方案論證到具體設(shè)計(jì)和調(diào)試，江老師都給予了很大的幫助。在論文撰寫過程中，江老師時時關(guān)注，并細(xì)致入微的審閱我的論文，提出很多寶貴意見。這不僅提高了我個人的通信理論知識水平，而且很好的鍛煉了我的仿真能力。江老師治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識淵博，為人和藹可親。在此，謹(jǐn)向江老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意！最后，我要向百忙之中抽空參加論文評審的各位老師表示最衷心的感謝!外文文獻(xiàn)翻譯 超寬帶技術(shù)的短期或中期范圍內(nèi)的 無線通信 杰夫福斯特，英特爾架構(gòu)實(shí)驗(yàn)室，英特爾公司 埃文格林，英特爾架構(gòu)實(shí)驗(yàn)室，英特爾公司 斯里尼瓦薩，英特爾架構(gòu)實(shí)驗(yàn)室，英特爾公司 大衛(wèi)利珀，英特爾部連接的產(chǎn)品，英特爾公司關(guān)鍵字：超寬帶，無線，通訊，局域網(wǎng)，無源光網(wǎng)絡(luò)摘要超寬帶（UWB）技術(shù)可以大致的被定義為一個占有超過25％中心頻率的帶寬。美國聯(lián)邦通訊委員會（FCC）目前正在制定措施限制超寬帶通信系統(tǒng)的輻射排放量，與家用電腦管理的輻射排放量相同。這一規(guī)則的改變將使UWB的可以啟用的頻譜更有效地利用現(xiàn)有的窄帶系統(tǒng)來覆蓋，并使得有用的頻譜更為有效，但目前這是不允許的。本質(zhì)上這些設(shè)備可以在任何特定地點(diǎn)頻譜的未使用的部分中使用。 通過FCC最近的這些發(fā)展給了英特爾一個獨(dú)特的機(jī)會來發(fā)展硬件設(shè)施，它們可以依靠存在于無線領(lǐng)域大量的潛在的優(yōu)勢來利用巨大的可用頻譜，而且正在提供一個用來驅(qū)動未來的高速率應(yīng)用引擎的整個行業(yè)的構(gòu)思。 英特爾174。架構(gòu)實(shí)驗(yàn)室（的IAL）目前正在研究超寬帶技術(shù)，以更好地了解它的好處、缺陷和使用高速率通信帶來的技術(shù)挑戰(zhàn)。本文從潛在的應(yīng)用程序的監(jiān)管障礙到可能的實(shí)現(xiàn)和未來的挑戰(zhàn)向讀者介紹了這項(xiàng)技術(shù)。 簡介 寬帶（UWB）的技術(shù)流行于20世紀(jì)80年代，因?yàn)樾盘柕膶拵再|(zhì)使它具有非常準(zhǔn)確的計(jì)時信息，使它僅用于基于雷達(dá)的應(yīng)用程序，然而由于在高速交換技術(shù)的最新發(fā)展，使UWB對于低成本的消費(fèi)通信應(yīng)用變得更加有吸引力的。英特爾架構(gòu)實(shí)驗(yàn)室（IAL）目前正在內(nèi)部資助研究項(xiàng)目，其目的是進(jìn)一步探討延伸到高速率通信領(lǐng)域超寬帶技術(shù)的潛在好處和未來的挑戰(zhàn)。雖然短期超寬帶（UWB）不是很有說服性，但它確實(shí)有助于從傳統(tǒng)的“窄帶”系統(tǒng)技術(shù)以及新的“寬帶”系統(tǒng)通常描述中提到的未來3G蜂窩技術(shù)中分離出這種技術(shù)。UWB和其他“窄帶”或“寬帶”系統(tǒng)之間有兩個的主要區(qū)別。首先，超寬帶系統(tǒng)的帶寬，如美國聯(lián)邦通訊委員會（FCC）的定義，是25%。顯然，這種帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于目前任何技術(shù)所采用的通信帶寬。其次，UWB是一個典型的實(shí)施載波方式。傳統(tǒng)的“窄帶”和“寬帶”系統(tǒng)使用無線電頻率（RF）基帶運(yùn)載在頻域中的信號，并且這些系統(tǒng)允許被操作。相反，超寬帶的實(shí)現(xiàn)可以直接調(diào)節(jié)一個“脈沖”，這種脈沖有一個非常尖銳的上升和下降時間，因此，在占用的波形產(chǎn)生幾個GHz的帶寬。雖然產(chǎn)生一個UWB波形有許多其他的方法，但在本文中，我們著重?cái)⑹雒}沖的超寬帶波形。無線替代的手段 為了了解在無線通信中超寬帶無線通信適用于哪些目前的趨勢，我們需要考慮一般通信系統(tǒng)試圖解決的問題。尤其是，如果無線是一個理想的媒介，可以用它來傳送 ，。 不幸的是，不可能尋在實(shí)現(xiàn)一個同時具備這五種特性的通信和雙向通信流系統(tǒng)，如果其他的要做好，必須放棄一個或多個特性。原來的無線系統(tǒng)用于測量大型橋梁的距離，以便使雙方聯(lián)系在一起。然而，最近的一個無線電歷史顯示了對于其他四個屬性