【正文】 。 (2)高速的數(shù)據(jù)傳輸。一般情況下 ,其最大數(shù)據(jù)傳輸速度可以達(dá)到幾百 Mbps~1Gbps。 UWB由于其極高的工作頻率和極低的占空比而具有很高的分辨率 ,窄脈沖的多徑信號在時間上不易重疊 ,很容易分離出多徑分量 ,所以能充分利用發(fā)射信號的能量。 (4)隱 蔽性好。另一方面 ,由于能量密度低 ,UWB 設(shè)備對于其他設(shè)備的干擾就非常低。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(jìn)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)。(6)抗干擾能力強(qiáng)。 UWB 的占空比一般為 ~,具有比其它擴(kuò)頻 系統(tǒng)高得多的處理增益 ,抗干擾能力強(qiáng)。 (7)低成本和低功耗。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 ~之間 ,有很低的占空因數(shù) ,所以它只需要很低的電源功率。盡管如此 ,UWB 在技術(shù)上面臨一定的挑戰(zhàn) ,還有諸多技術(shù)的問題有待 研究解決 ,比如需要更好地理解 UWB 傳播信道的特點(diǎn) ,建立信道模型 ,解決多徑傳播；需要進(jìn)一步研究高速脈沖信號的生成、處理等技術(shù)；研究新的調(diào)制技術(shù) ,進(jìn)一步降低收發(fā)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度等。所以， UWB 發(fā)射機(jī)比現(xiàn)有的無線發(fā)射設(shè)備要簡單得多。圖 23 UWB 發(fā)射機(jī)組成框圖調(diào)制后的數(shù)據(jù)與偽碼產(chǎn)生器生成的偽碼一起送入可編程延遲電路，可編程延遲電路產(chǎn)生的時延控 制脈沖信號發(fā)生器的發(fā)送時刻，脈沖信號發(fā)生器輸出的 UWB信號由天線輻射出去。 UWB 接收機(jī)組成框圖 THUWB 接收機(jī)采用相關(guān)接收方式，接收機(jī)框圖如圖 4所示。它由乘法器、積分器和取樣 /保持電路三部分組成 [5]。圖 24 UWB 接收 機(jī)組成框圖 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(dá) 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。 結(jié)束語無線通信已經(jīng)迅速滲入我們的生活當(dāng)中 ,對容量不斷增長的要求需要一種 不對現(xiàn)有的通信系統(tǒng)造成影響的新的無線通信方案 ,超寬帶脈沖無線電系統(tǒng)正好滿足了這一要求。特別是短距離傳輸?shù)暮?3G 領(lǐng)域 ,UWB 將有廣闊的發(fā)展空間 [8]。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。與其他計(jì)算機(jī)語言相比，其特點(diǎn)是簡潔和智能化，適應(yīng)科技專業(yè)人員的思維方式和書寫習(xí)慣，使得編程和調(diào)試效率大大提高。特別是它可適應(yīng)多種平臺，并且隨計(jì)算機(jī)硬、軟件的更新而用時升級。它大大提高了課程教學(xué)、解題作業(yè)、分析研究的效率。它是以著名的線性代數(shù)軟件包 LINPACK 和特征計(jì)算軟件包 EISPACK 中 的子程序?yàn)榛A(chǔ)發(fā)展而成的一種開放型程序設(shè)計(jì)語言，其基本的數(shù)據(jù)單元是一個維數(shù)不加限制的矩陣，這就允許用戶可以根據(jù)數(shù)值計(jì)算問題的復(fù)雜程序，對問題進(jìn)行分段甚至逐句編程處理，顯然這與 C、 FORTRAN 等傳統(tǒng)高級語言完全不同。為了準(zhǔn)確地把一個控制系統(tǒng)的復(fù)雜模型輸入給計(jì)算機(jī)，然 后對之進(jìn)行進(jìn)一步的分析與仿真， 1990 年 MathWorks 軟件公司為MATLAB 提供了新的控制系統(tǒng)模型圖形輸入與仿真工具，并定名為 SIMULAB，該工具很快在控制界得致函廣泛的使用。此軟件有兩個明顯的功能：仿真與連接，亦即可以利用鼠標(biāo)在模型窗口上畫出所需的控制系統(tǒng)模型，然后利用該軟件提供的功能來對系統(tǒng)直接進(jìn)行仿真。 SIMULINK 的出現(xiàn)，更使得 MATLAB 的控制系統(tǒng)的仿真 與其在CAD中的應(yīng)用打開了嶄新的局面。 (1)起點(diǎn)高每個變量代表一個矩陣，以矩陣運(yùn)算見長。 (2)人機(jī)界面適合科技人員 MATLAB 的語言規(guī)則與筆算式相似。矩陣的行列數(shù)無需定義。鍵入算式立即得到結(jié)果，無需編譯。這些都大大減輕了編程和調(diào)試的工作量。如果數(shù)據(jù)齊全，通常只需一條命令即可出圖。(5)功能豐富，可擴(kuò)展性強(qiáng) MATLAB 軟件包括基本部分和專業(yè)擴(kuò)展兩大部分 ?？梢猿浞譂M足大學(xué)理工科學(xué)生的計(jì)算需要。它實(shí)際上是用 MATLAB 的基本語句編成的各種子程序集，用于解決某一方面的專門問題，或?qū)崿F(xiàn)某一類的新算法。 MATLAB 的核心內(nèi)容在于它的基本部分，所有的工具箱子程序都是用它的基本語句編寫的。對所提出的仿真系統(tǒng)給出詳細(xì)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(dá)到的目標(biāo)。數(shù)學(xué)建模是系統(tǒng)仿真中最關(guān)鍵的一步，所建立的數(shù)學(xué)模型必須盡可能準(zhǔn)確地反映所關(guān)心的真實(shí)系統(tǒng)的特性，而又不能過于復(fù)雜，以免降低模型的效率，增加不必要的計(jì)算過程，即 建模需要根據(jù)求解問題的要求，在模型的近似程度與復(fù)雜程度之間折中。根據(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)。然后編制相應(yīng)的程序流程，用 MATLAB 語言實(shí)現(xiàn)。仿真模型驗(yàn)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(yàn)證仿真模型的正確性。對仿真模型的運(yùn)行階段所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，其目的是從運(yùn)行階段所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)中找出系統(tǒng)運(yùn)行規(guī)律，對仿真系統(tǒng)的性能做出評價，為系統(tǒng)方案的最終決策提供輔助支持。 [來源：論文 ][1][2][3][4][5][6][7][8][9]4 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。信息數(shù)據(jù)符號對脈沖進(jìn)行調(diào)制，其調(diào)制方式可以有多種。除了要對脈沖進(jìn)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(jī)碼或偽隨機(jī)噪聲 (PN)對數(shù)據(jù)符號進(jìn)行編碼。直接序列擴(kuò)譜 (DSSS)就是編碼后的數(shù)據(jù)符號對基本脈沖的幅度進(jìn)行調(diào)制，這在沖激無線電 (IR)中被稱為直接序列超寬帶 (DSUWB， DirectSequence UWB)，這種調(diào)制方式似乎非常有吸引力 [1]。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。因此， OFDM也是一種超寬帶的調(diào)制方式。 PPMTHUWB調(diào)制方式 跳時超寬帶信號的產(chǎn)生在結(jié)合了二進(jìn)制 PPM 的THUWB(二進(jìn)制 PPMTHUWB 或者 PPMTHUWB)中 ,UWB 信號的產(chǎn)生可以系統(tǒng)地描述如下 (參見圖 41 描繪的發(fā)射鏈路 )[1]。這個模塊引入了冗余，其實(shí)是一種被稱為重復(fù)碼的(Ns,1)分組編碼器。第二個模塊是傳輸編碼器，就是應(yīng)用整數(shù)值碼序 列 c=(… ,c0,c1,… ,cj,cj 1,… )和二進(jìn)制序列a=(… ,a0,a1,… ,aj,aj 1,… ),產(chǎn)生一個新序列 d，序列 d的一般元素表達(dá)式如下： dj=cjTc aj(41)式中 ,Tc和是常量，對所有的 cj滿足條件 cjTc Ts，通常Tc。碼序列 c 可能為周期序列，其周期表示為 Np。第一種 ,碼是非周期的，即；第二種是 Np=Ns，這是最常用的一種，這時的編碼周期與二進(jìn)制碼重復(fù)的次數(shù)相等。實(shí)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)序列。注意是碼序列對 c信號引入了TH位移，也正因?yàn)榇耍?c 被稱為 TH碼。 Tc稱為碼片時間(chip time)。必須保證脈沖形成濾波器輸出的脈沖序列不能有任何的重疊。在式 (42)中， cjTc 定義了脈沖的隨機(jī)性或者說是相對于 Ts整數(shù)倍時刻的抖動。這兩個量的整體效果是產(chǎn)生一個分布在 0和之間的時間隨機(jī)位移量，用表示這個時間隨機(jī)位移，可得發(fā)射信號的如下表達(dá)式： (44)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。一種更一般的表達(dá)式： (45)當(dāng)將設(shè)置為 時，式 (45)也表示了 PAM 和 THUWB的結(jié)合，即 PAMTHUWB模型 [1]。這個模塊的輸出是發(fā)射到物理信道的二進(jìn)制流。二進(jìn)制流的每一個比特都被重復(fù)次。這里考慮偽隨機(jī) TH碼。這個模塊的沖激響應(yīng)表示要發(fā)射的 UWB 信號的基本脈沖波形 [1]。 Stx： P