【正文】 能干的人，不在情緒上計(jì)較，只在做事上認(rèn)真；無(wú)能的人！不在做事上認(rèn)真，只在情緒上計(jì)較。什么是奮斗？奮斗就是每天很難，可一年一年卻越來(lái)越容易。 衷心感謝所有幫助過(guò)我的人們！參考文獻(xiàn)[1] 王德強(qiáng)、李長(zhǎng)青《超寬帶無(wú)線通信技術(shù)》，中興通信技術(shù)，2005年第6期[2] 王金龍《無(wú)線超寬帶（UWB）通信原理與應(yīng)用》，人民郵電出版社[3] 鄒衛(wèi)霞、周正、張春青，《 UWB 的調(diào)制與多址技術(shù)》，濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)，2004年12月第4 期第18 卷[4] 方旭明，《短距離無(wú)線與移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)》，人民郵電出版社.[5] 張中兆、沙學(xué)軍、張欽宇、吳宣利，《超寬帶通信系統(tǒng)》，電子工業(yè)出版社[6] 魏崇毓，《無(wú)線通信基礎(chǔ)及應(yīng)用》，西安電子科技大學(xué)出版社[7] 謝遠(yuǎn)生，《信積極推動(dòng)我國(guó)無(wú)線電技術(shù)應(yīng)用發(fā)展》[8] 李靜芳，《信息時(shí)代聚焦超寬帶技術(shù)》，電子技術(shù)報(bào)，2005寧可累死在路上，也不能閑死在家里！寧可去碰壁，也不能面壁。 感謝母校內(nèi)所有教過(guò)我的老師們，他們無(wú)私的傳道、授業(yè)、解惑，讓我能辯事理、明是非，讓我在人生的長(zhǎng)路上向前邁進(jìn)一大步。尤其要感謝我的論文指導(dǎo)老師—楊新明老師，他對(duì)我進(jìn)行了無(wú)私的指導(dǎo)和悉心的幫助，不厭其煩的幫助我進(jìn)行論文的修改和改進(jìn)。我想這是一次對(duì)意志的磨練，也是對(duì)我實(shí)際能力的一些提升，相信這對(duì)我今后走向工作崗位是至關(guān)重要的。 這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的寫作過(guò)程讓我受益匪淺，最大的收獲就是讓我培養(yǎng)了腳踏實(shí)地、認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，不怕吃苦、不怕困難的精神。本文僅對(duì)UWB技術(shù)在無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)和軍用中的應(yīng)用進(jìn)行了論述，以及提出了UWB技術(shù)的不足之處和解決方案，最后對(duì)UWB技術(shù)的開(kāi)發(fā)和發(fā)展前景作了展望。因此UWB信號(hào)在無(wú)線通信中具有較好的應(yīng)用前景，相應(yīng)地研究選取適合的UWB信號(hào)波形就顯得十分重要。而且已不僅限于軍事方面的應(yīng)用，自2002年2月FCC批準(zhǔn)UWB技術(shù)用于民用產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和研制，UWB技術(shù)在10m內(nèi)的家庭環(huán)境中和中小企業(yè)內(nèi)部更能發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)。 雖然目前國(guó)際上尚未確立統(tǒng)一的UWB商用體制標(biāo)準(zhǔn)，但我相信，UWB作為一種高性能的近距離無(wú)線傳輸技術(shù)具有巨大的潛力，它一定會(huì)在未來(lái)無(wú)線數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)。但是，從世界范圍來(lái)講，頻譜資源又是全人類共享的有限自然資源。IEEE的802系列標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展迅速，WLAN已在全世界得到了推廣使用，一些超寬帶的無(wú)線技術(shù)也表現(xiàn)活躍,UWB的研究和標(biāo)準(zhǔn)化工作快速推進(jìn)。 超寬帶無(wú)線通信技術(shù)已經(jīng)作為一種民用產(chǎn)品進(jìn)入我們的生活中，給我們帶來(lái)前所未有的便利，信息產(chǎn)業(yè)部無(wú)線電管理局副局長(zhǎng)謝遠(yuǎn)生認(rèn)為超寬帶無(wú)線接入前景廣闊。 超寬帶技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用前景 超寬帶技術(shù)從20世紀(jì)60年代重新走入人們視野之后，以其優(yōu)良的特性逐步進(jìn)入雷達(dá)、定位和通信領(lǐng)域。 此外，數(shù)量眾多的模塊在展會(huì)上也引人注目，如Global Sun公司的miniPCI接口器件，該器件面向期望在各自產(chǎn)品中集成UWB功能的OEM廠商。飛思卡爾的DSUWB解決方案可廣泛應(yīng)用于不同的無(wú)線產(chǎn)品上，目前已銷售給全球的原始設(shè)備制造商，并已被多家公司及廠商采用，目前飛思卡爾的XS110方案已經(jīng)可提供高達(dá)110Mpbs的傳輸速度，而預(yù)計(jì)660Mpbs的速度傳輸解決方案也會(huì)很快推出新產(chǎn)品。 其中，飛思卡爾半導(dǎo)體展出了一款由其前母公司摩托羅拉設(shè)計(jì)的具備UWB功能的手機(jī)，這種手機(jī)能連接便攜式電腦，可以從互聯(lián)網(wǎng)上下載MP3文件或手機(jī)所拍的照片。由這三個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)的超寬帶收發(fā)信機(jī)，通過(guò)無(wú)線連接提供一個(gè)完全的端到端的無(wú)線局域網(wǎng)和無(wú)線個(gè)域網(wǎng)。飛思卡爾的芯片組XS110，于2002年2月獲得FCC原有UWB規(guī)則認(rèn)證，該芯片使用DSUWB方案，每秒的數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)110Mbit，可在最遠(yuǎn)20m范圍內(nèi)進(jìn)行多條高清晰度視頻流傳輸。DSUWB提案采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，～～。 超寬帶芯片設(shè)計(jì) 超寬帶技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)之一是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，超寬帶接收機(jī)可以用幾個(gè)芯片，甚至單個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)。在UWB系統(tǒng)中，通常使用的是面天線，它的特點(diǎn)是能產(chǎn)生對(duì)稱波束，可平衡UWB饋電，能夠保證比較好的波形。 超寬帶系統(tǒng)的天線在極寬的頻帶上很難一直都有很好的匹配阻抗，天線的發(fā)射效率和發(fā)射圖案對(duì)發(fā)射的脈沖有空間和時(shí)間的濾波作用。 超寬帶天線的發(fā)展 天線是任何無(wú)線系統(tǒng)物理層的重要組成部分，UWB系統(tǒng)也不例外。第6章 超寬帶技術(shù)的開(kāi)發(fā)及發(fā)展前景 自20世紀(jì)90年代后期至今，由于超寬帶技術(shù)的成熟，各種規(guī)范的制定，使得超寬帶技術(shù)有可能進(jìn)入廣闊的民用消費(fèi)市場(chǎng)，超寬帶技術(shù)在最近幾年發(fā)展很快，取得了不少成果。 針對(duì)單脈沖單頻段超寬帶系統(tǒng)的缺點(diǎn)，多頻帶脈沖調(diào)制方式是一種改進(jìn)的超寬帶調(diào)制方式。另一個(gè)問(wèn)題是和現(xiàn)在無(wú)線無(wú)線通信系統(tǒng)的兼容問(wèn)題。 在軍用方面主要用于如下領(lǐng)域：UWB雷達(dá)、UWB LP I/D無(wú)線內(nèi)通系統(tǒng)（艦船等）、戰(zhàn)術(shù)手持和網(wǎng)絡(luò)的PL I/D電臺(tái)、警戒雷達(dá)、探測(cè)地雷、檢測(cè)地下埋藏的軍事目標(biāo)或以葉簇偽裝的物體。超寬帶信號(hào)用于雷達(dá)有一些固有的優(yōu)勢(shì)，隱身兵器可以有效抵抗工作在某一波段的雷達(dá)探測(cè)，而面對(duì)覆蓋波段很寬的超寬帶雷達(dá)就無(wú)能為力了，它很可能被超寬帶雷達(dá)波中的某一頻率的電磁波探測(cè)到。 超寬帶技術(shù)在軍事方面的應(yīng)用 正如大多數(shù)的無(wú)線通信技術(shù)的發(fā)展過(guò)程一樣，軍事應(yīng)用是最早推動(dòng)超寬帶技術(shù)研究的主要?jiǎng)恿?。參?huì)人員坐在會(huì)議室中，能夠利用自己的便攜式電腦組建臨時(shí)的自組織網(wǎng)絡(luò)。用戶沒(méi)有必要將所有這些設(shè)備都放置在同一桌面或者房間內(nèi)，每種設(shè)備可以被自由地移動(dòng)位置。當(dāng)前，電腦與各種外設(shè)之間通過(guò)錯(cuò)綜復(fù)雜的線路相互連接。UWB的典型應(yīng)用包括機(jī)頂盒、DVD和數(shù)碼攝像機(jī)與數(shù)字電視的無(wú)線連接，數(shù)碼照相機(jī)與電視、打印機(jī)之間的連接等。利用UWB技術(shù)為這些設(shè)備提供高速無(wú)線連接，無(wú)須使用電纜即可建立家庭多媒體網(wǎng)絡(luò)。而采用超寬帶技術(shù)為這些設(shè)備提供高速無(wú)線連接將是比較理想的解決方案，配合上層協(xié)議靈活地改變網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，既可以?shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，也可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)備互連。個(gè)人空間內(nèi)的設(shè)備非常豐富，大體分為三類：電腦及其外圍設(shè)備，例如：個(gè)人PC、移動(dòng)硬盤、打印機(jī)、掃描儀、顯示器等；家用音視頻娛樂(lè)設(shè)備，例如：DVD、數(shù)字電視機(jī)、數(shù)控音響等，便攜式終端，例如：筆記本電腦、手機(jī)、mp數(shù)碼相機(jī)等。根據(jù)上述的功能，超寬帶技術(shù)可以應(yīng)用與無(wú)線多媒體局域網(wǎng)、個(gè)域網(wǎng)、無(wú)線傳感網(wǎng)、雷達(dá)定位和成像系統(tǒng)以及應(yīng)用與軍事、公安、救援、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域。超寬帶采用基帶脈沖方式時(shí)，具有較強(qiáng)的透視功能，可以穿透數(shù)層墻壁進(jìn)行通信、成像或定位。 表51 FCC授權(quán)的超寬帶技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和使用頻段應(yīng)用領(lǐng)域使用頻段透地雷達(dá)成像系統(tǒng)960MHz以下，（～）墻內(nèi)成像系統(tǒng)960MHz以下，（～）穿墻成像系統(tǒng)960MHz以下，（～）醫(yī)療系統(tǒng)（～）監(jiān)視系統(tǒng)（～）汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)通信與測(cè)量系統(tǒng)～ 超寬帶技術(shù)的應(yīng)用 超寬帶無(wú)線通信技術(shù)的主要功能包括無(wú)線通信和定位功能。FCC將在今后繼續(xù)研討UWB的完善技術(shù)，隨著探討的深入，經(jīng)過(guò)更充分的測(cè)試和研究，有可能有條件地逐步放寬超寬帶設(shè)備應(yīng)用的限制，從而會(huì)有更新的應(yīng)用出現(xiàn)。與FCC關(guān)于同處這一頻帶輻射噪聲的規(guī)定值（41dBm/MHz）相比，F(xiàn)CC將UWB系統(tǒng)輸出功率限制到了還要再低34dBm的數(shù)值上。 通信與測(cè)量系統(tǒng)：如的、家電設(shè)備及便捷終端之間的無(wú)線數(shù)據(jù)通信等。這3個(gè)用途分別是： 成像系統(tǒng)：如地質(zhì)勘探及可穿透障礙物的傳感器等，包括地面穿透雷達(dá)、墻內(nèi)、穿墻和醫(yī)用成像、救生系統(tǒng)及監(jiān)視系統(tǒng)等。 但FCC對(duì)可利用的帶寬和發(fā)射功率附加了若干限制。在美國(guó)軍方和航空界等發(fā)表了眾多不同意見(jiàn)的情況下，F(xiàn)CC仍有條件地開(kāi)放了超寬帶技術(shù)在短距離無(wú)線通信領(lǐng)域的應(yīng)用許可，在2000年6月發(fā)布了修改PART15規(guī)范的建議，以便為UWB的應(yīng)用鋪平道路。 （2）傳統(tǒng)無(wú)線系統(tǒng)對(duì)UWB的系統(tǒng)的干擾 包括分布在其工作頻譜上的各種相對(duì)窄帶的無(wú)線系統(tǒng)的干擾。 20實(shí)際90年代以后，為了利用超寬帶傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)，科學(xué)家在評(píng)估了超寬帶可行性的同時(shí)，重點(diǎn)研究了其與其他通信系統(tǒng)的共存性問(wèn)題。但是早期的無(wú)線通信不能充分利用超寬帶信號(hào)的能量，頻率利用率極低。第5章 UWB技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程及其應(yīng)用 UWB信號(hào)的頻譜管理 規(guī)范UWB信號(hào)頻譜的必要性 從無(wú)線電的發(fā)明和發(fā)展過(guò)程來(lái)看，無(wú)線通信是從超寬帶通信開(kāi)始的。因此，采用數(shù)據(jù)輔助的信道估計(jì)方法最為適合突發(fā)式的包傳遞模式，僅需插入少量訓(xùn)練符號(hào)即可快速估計(jì)信道信息，匹配判決反饋可以進(jìn)一步提高估計(jì)精度。數(shù)據(jù)輔助的信道估計(jì)方法利用已知的訓(xùn)練符號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，具有估計(jì)速度快的特點(diǎn)，但在頻譜利用率的功率利用率上付出一定代價(jià)；而盲信道估計(jì)不需要訓(xùn)練符號(hào)，利用信號(hào)自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)或數(shù)據(jù)信息在內(nèi)的統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行信道估計(jì)，但計(jì)算復(fù)雜度很高，收斂速度通常很慢。UWB信道是典型的頻率選擇性衰落信道，在時(shí)域表現(xiàn)為多徑彌散且呈現(xiàn)出多徑成簇的現(xiàn)象。為了保證系統(tǒng)傳輸可靠性和功率效率，UWB系統(tǒng)一般采用相干檢測(cè)，因此信道估計(jì)問(wèn)題是UWB接收技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題之一。 信道估計(jì)技術(shù) 在數(shù)字通信系統(tǒng)中，若采用非相干檢測(cè)可以簡(jiǎn)化接收機(jī)復(fù)雜度，不需要進(jìn)行復(fù)雜的信道估計(jì)。 上述兩類同步方法都是采用滑動(dòng)相關(guān)尋找峰值的辦法，區(qū)別在于使用的相關(guān)器模板和先驗(yàn)信息。數(shù)據(jù)輔助的同步方法借助于事先設(shè)計(jì)的導(dǎo)符號(hào)訓(xùn)練序列進(jìn)行定時(shí)捕獲和跟蹤（采用的訓(xùn)練序列有M序列、巴克碼等），綜合判決反饋的方法可以進(jìn)一步提高跟蹤精度，這一類同步方法的優(yōu)點(diǎn)在于捕獲速度較快、跟蹤精度高，但在系統(tǒng)帶寬效率和功率效率上付出較大的代價(jià)。UWB信道的密集多徑特征進(jìn)一步增加了定時(shí)同步的可靠性。一般定時(shí)同步分為捕獲和跟蹤兩個(gè)階段。 定時(shí)同步技術(shù) 同步定時(shí)對(duì)于任何數(shù)字通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)都是根本的任務(wù)，沒(méi)有精確的同步算法就不能對(duì)傳送的數(shù)據(jù)進(jìn)行可靠的接收。而非相干合并策略不需要對(duì)多徑的相位進(jìn)行估計(jì)，但可以對(duì)幅度進(jìn)行估計(jì)并進(jìn)行補(bǔ)償，它主要包括絕對(duì)值合并和能量估計(jì)絕對(duì)值合并。RAKE接收機(jī)中的多徑合并策略包括相干與非相干兩類。 為了進(jìn)一步降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，另一種對(duì)部分多徑能量進(jìn)行的方法稱為部分RAKE接收機(jī)，它沒(méi)有選擇過(guò)程，而是直接合并最先到達(dá)的L個(gè)路徑。 SRAKE接收機(jī)它選擇到達(dá)接收端的所有多徑分量中能量最大的L個(gè)多徑分量，當(dāng)接收器的數(shù)量L一定時(shí)，采用這一多徑接收策略的RAKE接收機(jī)必然能收集到更多的能量，從而提高系統(tǒng)的性能。一方面接收機(jī)應(yīng)當(dāng)盡可能多的收集大部分的多徑能量，另一方面又需要保證接收機(jī)的復(fù)雜度不太高。 為了避免系統(tǒng)復(fù)雜度過(guò)高，實(shí)際使用的RAKE接收機(jī)僅僅考慮對(duì)部分的多徑能量進(jìn)行收集。另外，在實(shí)際信道環(huán)境中，當(dāng)超寬帶脈沖波形時(shí)域持續(xù)時(shí)間較寬時(shí)，脈沖自身多徑之間并不是完全能夠分離的，其中一部分多徑會(huì)疊加在一起，這些不可分離的多徑無(wú)法有效地通過(guò)RAKE接收方式進(jìn)行收集。 通過(guò)適當(dāng)?shù)亩鄰胶喜⒉呗裕珹RAKE接收機(jī)的性能接近加性高斯白噪聲信道下的系統(tǒng)性能。 多徑分集接收策略 在RAKE接收機(jī)中，理想的情況是將所有的多徑分別進(jìn)行接收，這樣的接收機(jī)叫做完全RAKE接收機(jī)(ARAKE)。 在單個(gè)相關(guān)接收機(jī)中，在接收到的多徑衰落較大時(shí)，僅根據(jù)單個(gè)相關(guān)器的輸出隊(duì)信息進(jìn)行判決，可能就存在很大的判決錯(cuò)誤；而采用RAKE接收機(jī)進(jìn)行接收時(shí)，當(dāng)某一路多徑分量受到嚴(yán)重的衰落時(shí)，只需在進(jìn)行合并時(shí)對(duì)這一路的輸出乘以一個(gè)較小的加權(quán)系數(shù)，并對(duì)各路相關(guān)器輸出加權(quán)后的值進(jìn)行信息判決，就可以有效地降低因某一路多徑分量受到嚴(yán)重衰落時(shí)對(duì)接收端信噪比的影響，從而提高系統(tǒng)的整體性能。RAKE接收機(jī)的原理框圖如圖41所示。RAKE接收機(jī)的工作原理是：使用一組相關(guān)器，每一個(gè)相關(guān)器接收一個(gè)信號(hào)的多徑分量，所有的相關(guān)器都采用相同的模板，但采用這一模板的不同時(shí)延與接收到的多徑信號(hào)進(jìn)行相關(guān)運(yùn)算，各相關(guān)器中模板的時(shí)延是根據(jù)對(duì)信道中多徑時(shí)延的估計(jì)進(jìn)行選取的。 RAKE接收機(jī)的原理: