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-資料下載頁(yè)
2025-06-30 10:06本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】“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(guó)軍方于1990年提出，其定義的特征是信號(hào)的相對(duì)帶寬大于20%-25%的任何波形。這里的信號(hào)相對(duì)帶寬指的是。2/,其中fH表示信號(hào)高端頻率，fL表示信號(hào)低端頻率，表示信號(hào)。20xx年2月14日，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)[4]修訂了第15標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備在內(nèi)的使用非授權(quán)頻段的無(wú)線設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)。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。UWB的傳輸速率可達(dá)到幾十Mbit/s到幾百M(fèi)bit/s，有望高于藍(lán)牙100倍。UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達(dá)幾個(gè)GHz。窄帶通信系統(tǒng)同時(shí)工作而互不干擾。發(fā)射功率大大延長(zhǎng)了系統(tǒng)電源的工作時(shí)間。影響也會(huì)很小，從而使UWB的使用更為廣泛。信號(hào)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。用超寬帶這一術(shù)語(yǔ)，并初步進(jìn)行了定義。表明，在目前所使用的短距離通信系統(tǒng)中，UWB占有更廣的市場(chǎng)空間和很大的應(yīng)用范圍。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。
【正文】 持續(xù)時(shí)間 Tm為 , 脈沖波形形成因子 tau 為 , PPM時(shí)移 dPPM為 0,不輸出波形 G=0。 產(chǎn)生信號(hào) u0 命令如下： [bits,THcode,u0,ref]=transmitter_2PPM_TH。 命令內(nèi)存中存儲(chǔ)矢量 u0,u0 表示待檢測(cè)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)特征是每個(gè)比特發(fā)射 5個(gè)脈沖，所有脈沖在時(shí)間間隔相等，脈沖重復(fù)周期為 Ts。 Np=1，所以沒(méi)個(gè)脈沖在時(shí)間間隔上處于相同位置。 通過(guò)運(yùn)行： [PSDu0,df]=PSD_(u0,50e9)。所得功率譜密度為： 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 18 頁(yè) 共 21 頁(yè) 圖 311 Np=1 無(wú) PPM 和 TH 編碼的功率譜密度 圖 311可以看出其功率譜密度的包絡(luò)類似與二階高斯微分波形的傅式變換。調(diào)制波形的周期對(duì)應(yīng)于碼周期氣和脈沖間隔 T的乘機(jī)，即 Tp =Np Ts,，因此調(diào)制波的基波頻率為幾 fp =1/=1對(duì)應(yīng)的是沒(méi)有碼調(diào)制的情況，此時(shí)產(chǎn)生的功率譜密度譜線位于頻率 1/Ts及其諧波處。 引入碼調(diào)制，通常情況下常設(shè) Np與 Ns相等，那么 TH碼周期 Np =5,其他參數(shù)與圖 311中的相同，得到的功率譜密度為 : 圖 312 無(wú) PPM 有 TH 碼， Np=5 的功率譜密度 由圖 312可以看出，比特間隔 Tb=NsTs=NpTs,，功率譜線出現(xiàn)在 1/Tb及其諧波處。 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。所以 TH碼有減小最強(qiáng)功率譜線數(shù)目的作用。 然后繼續(xù)增大碼周期 Np，使 TH碼周期 Np=5000，其他參數(shù)不變，所得的功率譜密度譜線為 : 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 19 頁(yè) 共 21 頁(yè) 圖 313 無(wú) PPM有 TH碼， Np=5000的功率譜密度 圖 313中可以看到，峰值譜線的數(shù)量進(jìn)一步減少，且峰值也更小。 雖然 TH碼有減小最強(qiáng)功率譜線數(shù)目的作用，但僅僅通過(guò)增大 TH碼的周期以去除功率譜密度的所有峰值譜線是不可能的。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。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(wú) 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。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。 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(yè) 共 21 頁(yè) 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。可以看到， 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。 由圖 311315不難看出， PPM和 TH碼的引入將同樣的功率分散到了更多的譜線中取，從而大大降低了功率譜的峰值和譜線的數(shù)量。 PPMTHUWB信號(hào)的各個(gè)參數(shù)，對(duì)其功率譜密度都有一定的影響 TH序列碼的周期，碼元上界以及 PPM偏移都可以影響功率譜密度譜線的峰值和譜線數(shù)目，對(duì)功率譜密度的高斯形狀產(chǎn)生 扭曲。因此，可以通過(guò)對(duì)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(hào)。 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。s Rules Regarding UltraWideband Transmission Systems,Adopted: February 14,20xx,Released: April 22,20xx. [5]Han J,Nguyen lowcost ultrawideband,ultrashortpulse transmitter With MESFET inpulseshaping circuitry for reduced distortion and improved pulse Repetition rate[J].IEEEE Microwave and Wireless Components Letters, 20xx,11(5):208210 [6] 王卓 .超寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)的性能分析 [D].北京 :北京交通大學(xué) ,20xx,(12). [7] 熊俊 .超寬帶通信關(guān)鍵技術(shù)研究 [D].西北工業(yè)大學(xué) ,20xx,(03). [8] 曹志剛，錢亞生 .現(xiàn)代通信原理 [M].北京 :清華大學(xué)出版社 ,1992. [9] 朱云峰 . 超寬帶信號(hào)的研究 [J]. 南通航運(yùn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào) , 20xx, (01) . [10] 葛利嘉 ,曾凡鑫 ,劉郁林 ,岳光榮 .超寬帶無(wú)線通信 [M]. 國(guó)防工業(yè)出版社 , 20xx,8. [11] 曾靜 .超寬帶無(wú)線電可控窄脈沖產(chǎn)生技術(shù)研究 [D].重慶：重慶通信學(xué)院， 20xx. [12] 鄭紅偉 ,張陸勇 ,周正 .一種新穎的超寬帶無(wú)線電跳時(shí)序列設(shè)計(jì) [D].北京 :北京郵電大學(xué) .20xx,(08) [13] 耿鵬 ,鄒傳 云 ,游路路 .超寬帶無(wú)線通信解決方案的分析比較 [D].20xx. [14] 張世兵 ,張力輝 .超寬帶信道建摸與仿真 [D].南京 :南京郵電大學(xué) . 20xx,(06). [15] 吳常國(guó) ,姬國(guó)慶 ,姜光興 ,朱洪波 .基于功率譜線模型的脈沖 UWB 系統(tǒng)干擾分析 [D].南京 :南京郵電大學(xué) ,20xx,(04). [16] 趙立昕，蔡志堅(jiān) , 周正 . 超寬帶信號(hào)的時(shí)頻分析 [J]. 高技術(shù)通訊 , 20xx,（ 02） .
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