【正文】 射鏈路系統(tǒng)模型如圖 42所示 SHAPE\*MERGEFORMAT 圖 42 PPMTHUWB 發(fā)射器的系統(tǒng)模型圖 42中的第一個模塊表示二進制源。上面分析的 PPM調(diào)制的例子，引入了這個時間位移量，它的值根據(jù)它所代表的比特而有所不同，其實是上述思想的特殊例子，其中的是位移以后的波形。如果用隨機 TH抖動來表示由 TH編碼 cjTc 引起的時間上的位移 ，并假定在 0 和之間分布，則可得到： (43)正如前面提到的，通常遠大于。 [來源：論文 ][1][2][3][4][5][6][7][8][9]以上所有系統(tǒng)級聯(lián)以后的輸出信號可表示如下： (42)比特間隔或比特持續(xù)時間，也即用于傳輸一個比特的時間 Tb，可表示為： Tb=NsTs。最后一個模塊是脈沖形成濾波器，其沖激響應(yīng)為。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。這些脈沖在時間軸上的位置為，因此脈沖位置在 jTs 基礎(chǔ)上偏移了 dj，脈沖的發(fā)生時間也可表示為 ()。我們必須牢記：傳輸編碼扮演了碼分多址編碼和發(fā)射信號的頻譜形成雙重角色 [1]。兩種特殊情況值得討論。這里的 d是一個實數(shù)值序列，而 a是二進制序列， c 是整數(shù)值序列 .現(xiàn)在我們遵循最常用的方法，假定 c是企業(yè)界隨機碼序列，它的元素 cj是整數(shù)，且滿足 0 cj Nh1。一般術(shù)語上稱為信道編碼。 SHAPE\*MERGEFORMAT 圖 41 PPMTHUWB信號的發(fā)射方案 給定待發(fā)射的二進制序列 b=(… ,b0,b1,… ,bk,bk 1,… )，其速率 Rb=1/Tb(b/s)，圖 41中的第一個模塊使每個比特重復 Ns次，產(chǎn)生一個二進制序列： (… ,b0,b0,… ,b0,b1,b1,… ,b1,… ,bk,bk,… ,bk,bk 1,bk 1,… ,bk 1,… )=(.,a0,a1,… aj,aj 1,… )=a 新的比特速率Rcb=Ns/Tb=1/Ts(b/s)。本文主要討論 THUWB、 DSUWB 和 OFDM 調(diào)制方式。諸如正交頻分復用 (OFDM)，在數(shù)據(jù)速率適當?shù)那闆r下也可產(chǎn)生 UWB 信號。對于超寬帶信號，也可以通過很高的數(shù)據(jù)速率來產(chǎn)生而根本不需要具備脈沖的特性。一般是，編碼后的數(shù)據(jù)符號引起脈 沖在時間軸上的偏移，這就是所謂的跳時超寬帶 (THUWB， TimeHopping UWB)。脈沖位置調(diào)制 (PPM)和脈沖幅度調(diào)制 (PAM)是最常用的兩種調(diào)制方式。這種傳輸技術(shù)稱為 沖激無線電 (Impulse Radio,簡寫為 IR)。對仿真結(jié)果進行分析，對仿真數(shù)據(jù)的可靠性、一致性、置信度等做出判定，最終將仿真結(jié)果以曲線、圖 表和文字等形式形成論文。根據(jù)仿真試驗設(shè)計的方案，讓計算機執(zhí)行計算，并在執(zhí)行計算的過程中了解仿真模型對于各種不同輸入信號以及不同參數(shù)和仿真機制下的輸出，得出試驗數(shù)據(jù)，從而預測系統(tǒng)在實際環(huán)境中的運行情況。仿真模型驗證的目的是確定計算機仿真模型是否準確表達了數(shù)學模型。根據(jù)數(shù)學模型建立系統(tǒng)的計算機仿真模型，收集數(shù)據(jù)，確定其中各子模塊的結(jié)構(gòu)，輸入輸出接口，輸入輸出的數(shù)據(jù)表達形式，數(shù)據(jù)的存儲方式等。電子與通信系統(tǒng)的數(shù)學模型通常以方框圖形式或數(shù)學方程形式來表達。根據(jù)仿真系統(tǒng)分析的結(jié)果，確定系統(tǒng)中的參數(shù)、變量及其互之間的關(guān)系，并以數(shù)學形式將這些關(guān)系描述出來，從而構(gòu)成仿真系統(tǒng)的數(shù)學模型。 MATLAB 仿真通過利用所學 的理論知識，建立一個完整、準確的需求說明，清楚、準確地提出仿真試驗所要解決的問題?，F(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、系統(tǒng)仿真和實時運行等領(lǐng)域發(fā)展。擴展部分稱為工具箱?；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)智能化程度高繪圖時自動選擇坐標，大大方便了用戶；做數(shù)值積分時自動按精度選擇步長；自動檢測和顯示程序錯誤的能力強，易于調(diào)試。 (3)強大而簡易的做圖功能能根據(jù)輸入數(shù)據(jù)自動確定坐標繪圖，能規(guī)定多種坐標系， (極坐標系、對數(shù)坐標系等 )，能繪制三維坐標中的曲線和曲面，可設(shè)置不同顏色、線型、視角等。 MATLAB 是以解釋方式工作的，即 它對每條語句解釋后立即執(zhí)行，若有錯誤也立即做出反應(yīng)，便于編程者立即改正。MATLAB 不必有階數(shù)定義，輸入數(shù)據(jù)的行列數(shù)就決定了它的階數(shù)。 MATLAB 的程序與科技人員的書寫習慣相近，因此，易寫易讀，易于在科技人員之間交流。當前的科學計算中，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)。 MATLAB 語言的特點 MATLAB 語言有以下特點。很明顯，這種做法使得一個很復雜系統(tǒng)的輸入變得相當容易。但因其名字與著名的軟件 SIMULA 類似，所以在 1992 年正式改名為 SIMULINK。在 MATLAB 下，矩陣的運算變得異常的容易，后來的版本中又增添了豐富多彩的圖形圖像處理及多媒體功能，使得 MATLAB 的應(yīng)用范圍越來越廣泛， Moler 博士等一批數(shù)學家與軟件專家組建了名為 MathWorks 的軟件開發(fā)公司，專門擴展并改進 MATLAB。 MATLAB 的歷史在 1980 年前后，美國的 Cleve Moler 博士在 New Mexico 大學講授線性代數(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、科學計算于一身的一套交互式軟件系統(tǒng)，經(jīng)過在該大學進行了幾次的試用之后，于 1984 年推出了該軟件的正式版本。因而， MATLAB 語言是數(shù)值 計算用得最頻繁的電子信息類學科工具。它用解釋方式工作，鍵入程序立即得出結(jié)果，人機交互性能好，為科技人員所樂于接受。 MATLAB 是 矩陣實驗室 (MATrix LABoratoy)的縮寫，它是一種以矩陣運算為基礎(chǔ)的交互式程序語言，著重針對科學計算、工程計算和繪圖的需求。 [來源：論文 ][1][2][3][4][5][6][7][8][9]表 1幾種短距離無線通信比較 Bluetooth UWB 工作頻率 ~ ~ 傳輸速率 54Mbps 小于 1Mbps 大于 480Mbps 通信距離 10m~100m 10m 小于 10m發(fā)射功率 1瓦以上 1毫瓦 ~100 毫瓦 1毫瓦以下容量空間 80kbps/m2 30kbps/m2 1000kbps/m2 應(yīng)用范圍無線局域網(wǎng)家庭和辦公室互連近距離多媒體終端類型筆記本、臺式電腦、掌上電腦、因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)筆記本、移動電話、掌上電腦、移動設(shè)備無線電視、 DVD,高速因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān) 3 MATLAB 軟件工具介紹 MATLAB 語言的概述 MATLAB 是一種科學計算軟件，適用于工程應(yīng)用各領(lǐng)域的分析設(shè)計與復雜計算，它使用方便，輸入簡捷，運算高效且內(nèi)容豐富， 很容易由用戶自行擴展。 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?，F(xiàn)有的各種無線解決方案 (例如,Bluetooth 等 )的速率均低于 100Mbit/s,UWB 則在 10m左右的范圍之內(nèi)打破了這一限制 ,UWB 的應(yīng)用將使人們可以擺脫更多線纜的牽絆 ,通信因而變得更為方便 [6]。接收機與發(fā)射機類似，兩者的區(qū)別在于接收機的基帶信號處理器從取樣 /保持電路中解調(diào)數(shù)據(jù)，基帶信號處理器的輸出控制可編程時延電路，為可編程時延電路提供定時跟蹤信號，保證相關(guān)器正確解調(diào)出數(shù)據(jù)。圖 4中虛線內(nèi)的部分是相關(guān)器。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。 THUWB發(fā)射機組成框圖如圖 23所示 [5]。 UWB 發(fā)射機和接收機組成框圖 UWB 發(fā)射機組成框圖 UWB發(fā)射機直接發(fā)送納秒級脈沖來傳輸數(shù)據(jù)而不需使用載波電路。一般 UWB系統(tǒng)只需要50~70mW 的電源 ,是藍牙技術(shù)的十分之一 [10]。 UWB 無線通信系統(tǒng)接收機沒有本振、功放、鎖相環(huán) (PLL)、壓控振蕩器 (VCO)、混頻器等 ,因而結(jié)構(gòu)簡單 ,設(shè)備成本將很低。一般來說 ,UWB 抗干擾處理增益在 50dB 以上。 UWB擴頻處理增益主要取決于脈沖的占空比和發(fā)送每個比特所用的脈