【導(dǎo)讀】導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議，經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本設(shè)計(jì)的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和。集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果。無線通信是當(dāng)今通信技術(shù)的一個(gè)大主題。隨著時(shí)代的進(jìn)步以及電子產(chǎn)品的普及，人們對(duì)計(jì)算機(jī)、通信、家用電器等消費(fèi)電子之間無線融合的需求指明了無線通信技術(shù)發(fā)展的主要方向。跟蹤、準(zhǔn)確定位和無線通信開啟了一扇新的大門。不論在軍用、警用通信,還是在民用通信中都將有著廣闊的應(yīng)用前景。UWB通信系統(tǒng)的-10dB帶寬至少為500MHz。設(shè)置和具體的配置要求，最后在matlab系統(tǒng)下進(jìn)行simulink仿真，觀察仿真結(jié)果，驗(yàn)證系統(tǒng)的合理。第一階段：2021年春節(jié)前確定論文題目，并完成任務(wù)書，與老師進(jìn)行交流。最后使用Simulink軟件作為仿真工具，建立了UWB系統(tǒng)的發(fā)射、接收和信道模型，究對(duì)設(shè)計(jì)高性能的超寬帶無線通信系統(tǒng)具有一定的積極意義。

　　

【正文】 tion ’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].2021. [10]G M Maggio， N Rulkov， M Sushehik. Chaotic PulsePosition Modulation for UltraWideband Communication ， 99 ， Washington . [J].1999. [11]徐光明，李少毅，鐘雪鋒 .超寬帶通信系統(tǒng)及實(shí)現(xiàn) [M].電子工程師 .2021. [12]葛利嘉 .超寬帶無線電基礎(chǔ) [M]. 電子工業(yè)出版社 . [13] J. Heiskala and J. Terry, OFDM wireless LANs: a theoretical and practical guide, SAMS[J].2021. 27 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(shí)時(shí)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(gè)人的 通信 理論知識(shí)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(shí)淵博，為人和藹可親。在此，謹(jǐn)向 江 老師致以誠(chéng)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(píng)審的各位老師表示最衷心的感謝 ! 28 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(gè) 占 有 超過 25％ 中心頻率 的帶寬 ，或者漲幅比 為 的帶寬 的 任何無線傳輸方案 。美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)（ 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，在 無牌經(jīng)營(yíng)的基礎(chǔ)上部署第 有目的的散熱輻射規(guī)則。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(gè)獨(dú)特的機(jī)會(huì)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(shì) 來 利用巨大的可用頻譜，而且正在提供一個(gè) 用 來驅(qū)動(dòng)未來的高速率應(yīng)用 引擎 的 整個(gè)行業(yè) 的 構(gòu)思。 29 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(jiǎn)介 寬帶（ UWB）的技術(shù)流行于 20世紀(jì) 80 年代，因?yàn)?信號(hào)的寬 帶性質(zhì)使它具有非常準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)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(duì)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(gè)的主要區(qū)別。首先，超寬帶系統(tǒng)的帶寬，如美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)（ FCC）的定義，是 25%以上的或超過 。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(gè)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(hào)，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(gè) “脈沖”， 這種脈沖 有一個(gè)非常尖銳 的上升和下降時(shí)間，因此，在占用的波形產(chǎn)生幾個(gè) GHz 的帶寬。 30 雖然 產(chǎn)生一個(gè) UWB波形有許多其他的 方法， 但 在本文中， 我們 著重 敘述脈沖的超寬帶波形 。 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(shì)，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(gè)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(gè) 同時(shí) 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(gè)或多個(gè)特性。原來的無線系統(tǒng)用于測(cè)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(gè)無線電歷史顯示了對(duì)于 其他四個(gè)屬性的距離費(fèi)用 存在 明顯提高的趨勢(shì)。蜂窩電話 系統(tǒng)就 是最明顯的例子，覆蓋 300 米到 30 公里的范圍 。短距離允許頻譜再利用，從而服務(wù)更多的用戶，并且系統(tǒng)是可行的，因?yàn)樗鼈兪怯梢粋€(gè)基本的有線基礎(chǔ)設(shè)施中的移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)來支撐的。在過去數(shù)年，甚至更短距離系統(tǒng)，從 10 到 100 米，已經(jīng)開始出現(xiàn) ,帶動(dòng)了 以 數(shù)據(jù) 應(yīng)用為主。在這里，有線互聯(lián)網(wǎng)是基礎(chǔ)設(shè)施，而不是電話網(wǎng)絡(luò)。許多人期待短距離無線和有線互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合成 一個(gè)快速增長(zhǎng)的補(bǔ)充數(shù)據(jù)，語音，音頻和視頻 的 下一代的蜂窩系統(tǒng)。四大趨 31 勢(shì)正在推動(dòng)短距離 尤其 是超寬帶 無線 通信的 普及： (1)對(duì)于無線數(shù)據(jù)能力的便攜式設(shè)備日益增加的 對(duì) 高帶寬 需求， 以及低于目前可用 技術(shù)的 成本和功耗。 （ 2）擁擠的頻譜分割 卻以傳統(tǒng)的方 式 被 監(jiān)管部門分段和控制 。 （ 3）高速有線接入的企業(yè)，家庭上網(wǎng)速度，和公共空間的增長(zhǎng)。 （ 4）信號(hào)處理半導(dǎo)體成本和功耗 的收縮 。 趨勢(shì) 1和 2要求系統(tǒng) 不僅 僅是提供 高比特率峰值，而且還需要 高容量，以及空間，其中空間容量被定義為 /秒 /平方米 /位。正如電話功能的蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)，趨勢(shì) 3 使 高帶寬 成為可能 ， 包括 在建的服務(wù)提供低功率短距離如使用藍(lán)牙和 IEEE 成為可能 。最后，趨勢(shì) 4讓這些本來 在幾年前不切實(shí)際技術(shù)的信號(hào)處理的使用成為 了 可能。 ，使 超寬帶（ UWB）技術(shù)實(shí)用成為 最終的趨勢(shì) 。 按預(yù)期，新興的短期和媒介變化無線標(biāo)準(zhǔn)各有不同，隱含的空間容量 大小分配使用 。例如： （ 1） 有 100 米額定工作范圍。在 ISM 頻段，可用頻譜大約為 80MHz。因此，在一個(gè)有 100米， 3 22MHz IEEE 的系統(tǒng)能在不干擾的基礎(chǔ)上，各有 一 峰值為 11Mbps 的速度 半徑。該合計(jì)速度 33Mbps，由圓的面積劃分，產(chǎn)量約 1000 比特 /秒 /平方米的空間容量。 ? （ 2）藍(lán)牙，是一種 低功耗模式，具有 在 額定 10米范圍內(nèi)，峰值在空中的 1Mbps 的速度。研究表明，大約 10 藍(lán)牙“微網(wǎng)”能以最小的退化同時(shí)操作在同一個(gè) 10米的圓一個(gè) 10Mbps的產(chǎn)生總的速度。除以圓的面積這個(gè)速度產(chǎn)生約 30,000 比特 /秒 /平方米的空間容量。 32 （ 3） 是預(yù)計(jì)有一個(gè) 50 米的工作范圍和 54Mbps 的峰值速度 的項(xiàng)目 。由于在 5GHz 范圍內(nèi)的 U 型國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施帶下部的200MHz的可用頻譜， 12這種系統(tǒng)可以同時(shí)運(yùn)行在一個(gè) 50 米環(huán)路 中 ，并可以聚集 648Mbps 的速度。預(yù)計(jì)該系統(tǒng)的空間容量約 為 83,000 比特 /秒 /平方米。 （ 4） UWB 系統(tǒng)按照 他們的預(yù)測(cè) 具 有很大的不同功能，但有超寬帶技術(shù)的開發(fā)商已經(jīng)測(cè)量在 10米范圍和項(xiàng)目等六大系統(tǒng)可以在同一個(gè) 10米半徑 有 超過 50Mbps的峰值 并且 只有很少的操 作降解速度 ??。按照同樣的程序，預(yù)計(jì)該系統(tǒng)的空間能力將超過 100萬比特 /秒 / 平方。 目前的低數(shù)據(jù)速率無線局域網(wǎng)（ WLAN）和無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（ WPAN）能夠達(dá)到 110Mbps 的數(shù)據(jù)傳輸速率，通常用于諸 如分組交換數(shù)據(jù)和無線語音電話應(yīng)用，使用時(shí)分多址（ TDMA）語音電路。例如技術(shù)支持這些應(yīng)用的 IEEE （ WiFi的）藍(lán)牙和 HomeRF網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。由于 ETSI BRAN HiperLAN / 2 *標(biāo)準(zhǔn)（相當(dāng)于歐洲的）已添加原始數(shù)據(jù)的物理層速率高達(dá) 54Mbps 規(guī)格，應(yīng)用空間擴(kuò)大到包括音頻 /視頻這些數(shù)據(jù)應(yīng)用的更高速率。這些不同類型的流量對(duì)于服務(wù)參數(shù)的 不同 有不同的條件要求，量化為每個(gè)應(yīng)用程序?qū)@些用戶的網(wǎng)絡(luò)性能。因此，例如，語音電話和視頻電話會(huì)議應(yīng)用在延遲和抖動(dòng)性能 方面有 嚴(yán)格 要求。音頻或者視頻 的 應(yīng)用需要大量帶寬，可能需要 關(guān)閉 同步（例如，連接立體聲揚(yáng)聲器環(huán)繞聲系統(tǒng)）。超寬帶（ UWB）系統(tǒng)，與他們?cè)诙叹嚯x上 相比具有 非常大的數(shù)據(jù)速度的潛力，自然是要為網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)源和匯聚高寬帶這類使用。因此，這將是在向 33 MAC設(shè)計(jì)時(shí)考慮這些超寬帶系統(tǒng)的 MAC層設(shè)計(jì)等標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。 MAC 層最重要的無線網(wǎng)絡(luò)功能，包括信道接入控制，保持服務(wù)質(zhì)量（ QoS），并提供安全性。 34 外文文獻(xiàn)原文 UltraWideband Technology for Shortor MediumRange Wireless Communications Jeff Foerster, Intel Architecture Labs, Intel Corp. Evan Green, Intel Architecture Labs, Intel Corp. Srinivasa Somayazulu, Intel Architecture Labs, Intel Corp. David Leeper, Intel Connected Products Division, Intel Corp. Index words: UWB, wireless, munications, LAN, PAN ABSTRACT UltraWideband (UWB) technology is loosely defined as any wireless transmission scheme that occupies a bandwidth of more than 25% of a center frequency, or more than . The Federal Communications Commission (FCC) is currently working on setting emissions limits that would allow UWB munication systems to be deployed on an unlicensed basis following the Part rules for radiated emissions of intentional radiators, the same rules governing the radiated emissions from home puters, for example. This rule change would allow UWBenabled devices to overlay existing narrowband systems, which is currently not allowed, and result in a much more efficient use of the available spectrum. Devices could, in essence, fill in the unused portions of the frequency spectrum in any particular location. 35 These recent developments by the FCC give Intel a unique opportunity to develop equipment that could potentially take advantage of the vast amount of usable spe