【正文】 通過本次畢業(yè)設(shè)計，我覺得自己無論在理論知識方面還是在綜合實踐能力方面都得到了很大的提高。超寬帶信號具有很低的輻射功率，而這樣的輻射功率分布在某些方面GHz的頻率范圍內(nèi)，功率譜密度極低，類似白噪聲頻譜，具有低干擾、低截獲概率特性；同時由于使用窄脈沖為信號載體并采用跳時擴頻，接收端必須已知發(fā)射端擴頻碼的條件下才能解調(diào)出發(fā)射數(shù)據(jù)來，加上它對多徑干擾具有很好的魯棒特性，非常適合在軍事保密通信的應(yīng)用?！　±妹}沖超寬帶信號對障礙物的良好穿透特性與精確測距功能，可以設(shè)計既具有通信功能也具有定位功能的超寬帶脈沖無線通信與定位系統(tǒng)。近年來，人們對超寬帶技術(shù)深入的研究使超寬帶技術(shù)在系統(tǒng)理論、功率放大器、脈沖的產(chǎn)生與接收、同步、集成電路等方面取得了重大進步，尤其是在超寬帶無線產(chǎn)生領(lǐng)域的技術(shù)進步，使超寬帶通信成為無線網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分成為可能。　　OFDM技術(shù)是將頻道資源分成若干個子信道，每個子信帶再采用一定的調(diào)制技術(shù)，提高頻率利用率?！　‘敯l(fā)射能量相同時，使用二進制PAM調(diào)制的信號可以比使用二進制PPM調(diào)制的信號獲得更好的性能。　　脈幅調(diào)制（PAM）是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)最為常用的調(diào)制方式之一。因此，PPM是UWB系統(tǒng)廣泛采用的調(diào)制方式。在OPPM中，通常以脈沖寬度為間隔確定脈沖位置。按照采用的離散數(shù)據(jù)符號的狀態(tài)數(shù)可以分為二進制PPM(2PPM)和多進制(MPPM)?！　?TP=0。 fp=1e9。 圖39 T0=。 fc=50e9。 OFDM仿真結(jié)果及其分析 要發(fā)射的總比特數(shù)numbits；調(diào)制信號的中心頻率fp；抽樣頻率fc。OFDM信號的數(shù)字變換相當于傳輸式中復(fù)數(shù)包絡(luò)的抽樣值，也就是說傳輸序列tc是抽樣周期。最后，每個符號調(diào)制一個不同的載波。在每個子頻帶內(nèi)可以使用不同的數(shù)據(jù)調(diào)制類型，并不一定要用IR方式，正確的頻譜帶寬可以通過合適的比特速率實現(xiàn)。　　 OFDM調(diào)制技術(shù) 　　3．3．1 概述 　　多頻帶（MB）方式與本章前兩節(jié)分析研究的IR原理不同。從圖47中可以看出每二組的10個脈沖與第一組的10個脈沖在極性上是相反的。 PAMDSUWB 仿真結(jié)果及其分析 圖3 7 由PAMDSUWB發(fā)射機產(chǎn)生的信號圖（37）顯示了參數(shù)設(shè)置如下時所產(chǎn)生的UWB信號 PAMDSUWB 發(fā)射機系統(tǒng)模型圖36中的前兩個模塊分別表示二進制源和重復(fù)碼編碼器。 發(fā)射鏈路 其系統(tǒng)模型如圖36所示.很容易知道，由于沒有時移而且脈沖以規(guī)則的時間間隔出現(xiàn)，計算式(36)所示信號的PSD要比計算式(32)所示信號的PSD更容易。在傳統(tǒng)的DSSS系統(tǒng)中，沖激響應(yīng)p(t)是持續(xù)時間為Ts的矩形脈沖。注意，序列d的元素值為 1，這一點與序列a相同，其速率為Rc=Ns/Tb=1/Ts (b/s)。與TH方式相似，系統(tǒng)引入的冗余相當于一個參數(shù)為(Ns,1)的重復(fù)碼編碼器。SHAPE在傳統(tǒng)的DSSS系統(tǒng)中，RF發(fā)射信號是對載波進行幅度調(diào)制后得到的，通常使用二進制相移鍵控BPSK方式。這里，我們先回顧DSSS的基本原理，并把主要精力放在它在UWB的延伸方面。 PPMTHUWB的幅度譜　　由圖44可以看出，TH編碼和PPM調(diào)制都對幅度譜的高斯形狀產(chǎn)生扭曲。 由圖33中可以看到輸出序列的前五個脈沖在其對應(yīng)時隙的中間位置，而后五個脈沖則在其對應(yīng)時隙的起始位置。 Ts=3e9, PPM時移dPPM（秒）。 平均脈沖重復(fù)時間Ts（單位為秒），每個比特映射的脈沖數(shù)Ns，第三個模塊仿真TH編碼和二進PPM。 PPMTHUWB 發(fā)射器的系統(tǒng)模型　　圖32中的第一個模塊表示二進制源。 之間的時間隨機位移量，用 表示這個時間隨機位移，可得發(fā)射信號的如下表達式：更一般性地概括式(42)所表示的信號，其思想是：對于信息比特“0”和“1”，可以發(fā)射兩個不同的脈沖波形 和 來分別表示。 之間分布，以上所有系統(tǒng)級聯(lián)以后的輸出信號還要注意一點就是由PPM調(diào)制引起的位移 ，通常比TH碼引起的位移cjTc小得多，即： ，cj=0除外。　　實數(shù)值序列d輸入到第三個模塊，即PPM調(diào)制模塊，產(chǎn)生了一個速率為Rp=Ns/Tb=1/Ts(脈沖/s)的單位脈沖(DIRac pulses 碼序列c可能為周期序列，其周期表示為Np。 Tc。這個模塊引入了冗余，其實是一種被稱為重復(fù)碼的(Ns,1)分組編碼器。SHAPE　　只要UWB定義所要求的相對帶寬或最小帶寬在整個傳輸過程中得到滿足，那么，靠發(fā)射高速率數(shù)據(jù)而不是窄脈沖所產(chǎn)生的具有UWB射頻帶寬的系統(tǒng)，就不應(yīng)該被排除在UWB系統(tǒng)之外。除了要對脈沖進行調(diào)制外，為了形成所產(chǎn)生的信號的頻譜，還要用偽隨機碼或偽隨機噪聲（PN）對數(shù)據(jù)符號進行編碼。第3章 超寬帶無線的調(diào)制技術(shù)發(fā)射超寬帶（UWB）信號最常用和最傳統(tǒng)的方法是發(fā)射時域上很短的脈沖。仿真模型驗證通常的方法是將數(shù)學(xué)模型的解析結(jié)果（或理論結(jié)果）與仿真所得到的數(shù)值結(jié)果相比較來完成的；或通過已知的系統(tǒng)輸入輸出結(jié)果，對比在相同條件下的系統(tǒng)仿真結(jié)果來驗證仿真模型的正確性?！　「鶕?jù)建立的數(shù)學(xué)模型所需要的數(shù)據(jù)元素，收集與模型系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)?！　λ岢龅姆抡嫦到y(tǒng)給出詳細定義，明確系統(tǒng)中的模塊、系統(tǒng)構(gòu)成、模塊之間的相互關(guān)系，系統(tǒng)的輸入輸出、邊界條件以及系統(tǒng)的約束條件，并明確仿真所要達到的目標。現(xiàn)在已經(jīng)有控制系統(tǒng)、信號處理、圖像處理、系統(tǒng)辨識、模糊集合、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)及小波分析等工具箱，并且向公式推導(dǎo)、系統(tǒng)仿真和實時運行等領(lǐng)域發(fā)展?！　』静糠职ň仃嚨倪\算和各種變換、代數(shù)和超越方程的求解、數(shù)據(jù)處理和傅立葉變換及數(shù)值積分等等?！　?4)這些都大大減輕了編程和調(diào)試的工作量。矩陣的行列數(shù)無需定義。當前的科學(xué)計算中，幾乎無處不用矩陣運算，這使它的優(yōu)勢得到了充分的體現(xiàn)?！　〉蚱涿峙c著名的軟件SIMULA類似，所以在1992年正式改名為SIMULINK。 MATLAB的歷史 　　在1980年前后，美國的Cleve Moler博士在New Mexico大學(xué)講授線性代數(shù)課程時，發(fā)現(xiàn)應(yīng)用其他高級語言編程極為不便，便構(gòu)思并開發(fā)了MATLAB（MATrix LABoratory，矩陣實驗室），它是集命令翻譯、科學(xué)計算于一身的一套交互式軟件系統(tǒng)，經(jīng)過在該大學(xué)進行了幾次的試用之后，于1984年推出了該軟件的正式版本。特別是它可適應(yīng)多種平臺，并且隨計算機硬、軟件的更新而用時升級。因此，它已成為大學(xué)教學(xué)和科學(xué)研究中最常用且必不可少的工具。UWB 技術(shù)對于無線短距離的高速數(shù)據(jù)通信是非常有競爭力的,隨著研究的深入,憑借多方面的優(yōu)勢,它將在很多領(lǐng)域占有一席之地。 UWB 技術(shù)的應(yīng)用前景 　　UWB 系統(tǒng)在很低的功率譜密度的情況下,UWB具有巨大的數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)勢,最大可以提供高達1000Mbps 以上的傳輸速率,使UWB 同其它短距離無線通信系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢非常明顯,如表1 所示。它由乘法器、積分器和取樣/保持電路三部分組成。脈沖信號產(chǎn)生電路的一個關(guān)鍵部分是天線，它的作用相當于一個濾波器。所以，UWB發(fā)射機比現(xiàn)有的無線發(fā)射設(shè)備要簡單得多。研究新的調(diào)制技術(shù),進一步降低收發(fā)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度等。由于UWB 信號無需載波,而是使用間歇的脈沖來發(fā)送數(shù)據(jù),脈沖持續(xù)時間很短,一般在0. 20ns～1. 5ns之間,有很低的占空因數(shù),所以它只需要很低的電源功率。UWB 的占空比一般為0. 01～0. 001 ，具有比其它擴頻系統(tǒng)高得多的處理增益,抗干擾能力強。沖激脈沖具有很高的定位精度,采用超寬帶無線電通信,可在室內(nèi)和地下進行精確定位，而GPS 定位系統(tǒng)只能工作在GPS 定位衛(wèi)星的可視范圍之內(nèi)?！　?4)隱蔽性好。一般情況下,其最大數(shù)據(jù)傳輸速度可以達到幾百Mbps～1Gbps。香農(nóng)公式給出C = Blog2 (1 +S/N) 可以看出,帶寬增加使信道容量的升高遠遠大于信號功率上升所帶來的效應(yīng),這一點也正是提出超寬帶技術(shù)的理論機理。給出了上述四種調(diào)制方法的信號波形圖,對這四種調(diào)制方式給出了一個比較直觀的描述。二進制PPM 是超寬帶無線通信系統(tǒng)經(jīng)常使用的一種調(diào)制方法,相對其它調(diào)制方法來說也是較早使用的一種方法。發(fā)送數(shù)據(jù)為0 ，UWB 信號的幅度為 1) 。采用脈沖幅度調(diào)制(PAM)的超寬帶信號:dj 是信息序列, Tf 是脈沖重復(fù)周期。 PAM UWB　　PAM是一種通過改變那些基于需傳輸數(shù)據(jù)的傳輸脈沖幅度的調(diào)制技術(shù)。 UWB的調(diào)制技術(shù) 　　超寬帶系統(tǒng)中信息數(shù)據(jù)對脈沖的調(diào)制方法可以有多種?！　沃芷诿}沖的寬度在納秒級(0. 1～1. 5ns) ,重復(fù)周期為25～1000ns ,具有很寬的頻譜。由于作為激發(fā)源的激光脈沖信號可以有很陡的前沿,所以得到的脈沖寬度可達到皮秒(10 12 ) 量級。因此沖擊脈沖和調(diào)制技術(shù)就是超寬帶的兩大關(guān)鍵所在。它與現(xiàn)有的無線電系統(tǒng)比較,在花費更小的制造成本的條件下,能夠做到更高的數(shù)據(jù)傳輸速率(100～500MbPs) 、更強的抗干擾能力(處理增益50dB 以上) ,同時具有極好的抗多徑性能和十分精確的定位能力(精度在cM 以內(nèi)) 。quot。其信號產(chǎn)生、調(diào)制解調(diào)、信號隱蔽性、系統(tǒng)處理增益等方面，具有獨特的優(yōu)勢，尤其是能夠在密集的多徑環(huán)境下實現(xiàn)高速傳輸。因此，有多種方式產(chǎn)生超寬帶信號。 UWB的應(yīng)用前景……………………………………………………… 34致 謝……………………………………………………………………………35參 考 文 獻………………………………