超宽带(UWB)同步方案的研究与设计.pdf

东南大学
硕士学位论文
超宽带(UWB)同步方案的研究与设计
姓名:燕菁菁
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:尤肖虎
20090201
摘要超宽带.,无线通信技术以其高传输速率、高分辨率和低功耗等优点,在学术界和产业界引起了广泛的关注。其中,脉冲超宽带技术在传输理论、性能和分析方法等方面与传统通信技术不同,具有相当多的优点及研究价值。本学位论文着重研究一种裳穆龀宄泶低常ㄆ洳裳桨浮⑼椒桨浮信道估计方案及信号检测方案,其中同步方案为本论文的重点。裳龀宄泶低车暮诵脑谟谑褂昧艘恢采样的方式,即在接收端采样时,接收信号不做量化处理,而只通过比较器得到单一比特序列,从而降低需要存储的数据数量,简化采样过程。但裳绞揭约俺泶际醣旧淼奶氐悖员鞠低辰邮斩说同步、信道估计、信号检测等后续工作提出了高要求。其中同步方案的设计是本系统的一个难点。本学位论文围绕裳绞剑杓屏讼嘤Φ男诺拦兰品桨浮⑿藕偶觳夥桨福⒅氐设计了分步骤的同步方案。从第三章到第五章中给出了各模块的算法原理及描述、不同方案的比较和性能分析,并在第六章中给出了仿真验证,完成了一个较为完整的超宽带通信系统的设计工作。关键字:脉冲超宽带,産采样,信道估计,信号检测,同步
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日期:率研究生签名:讶研究生繇垫羞导师签名研究生签名::丝,五直东南大学学位论文独创性声明东南大学学位论文使用授权声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外,允许论文被查阅和借阅,可以公布ǹ论文的全部或部分内容。论文的公布ǹ授权东南大学研究生院办理。导师签名
优越性。带宽可以在很大范围内变化,使用宽带的广播节目能够获得比更好的保第一章绪论宽带与窄带的历史超宽带,畐【俊尴咄ㄐ偶际酰昀丛谘踅绾筒到缫鹆广泛的关注。超宽带技术在无线电的历史中占据着举足轻重的位置。了解无线电的历史,能够更好地帮助我们理解超宽带通信的起源与发展,理解为什么我们再一次将目光投向这种古老又新兴的宽带通信技术。年詹姆斯·克拉克·麦克斯韦建立了电和磁的概念,而后海因里希·鲁道夫·赫兹将麦克斯韦的理论付诸实践,利用火花隙设备产生电磁能量,然后在远处检测到了这种震荡,开启了无线时代的篇章。早期的无线通信系统依赖于莫尔斯电码发送信号。由于信息速率低,早期无线信号的信息带宽非常的窄,而粗糙的发射设备所发射的信号带宽却非常宽。再加上宽带且低效率的接收机,不同无线通信发报机之间的干扰巨大。因此,无线通信为了发展下去,必须向窄带演进。年,加拿大的雷金纳德·费森登利用高频的机械交流发电机制造了话音发射机,发明了幅度调制珹哟诵畔⒉辉僖揽磕6孤肜创洌调制在载波上传输。年,联邦无线电委员会,闪ⅲ年联邦通信委员会,闪ⅲ谡庑┳橹规范中,要求无线电信号应该是窄带的,从而为广播铺平了商业化的道路。这一段无线电历史,是无线电频谱不断地向窄带信道化发展的历史。年,爱德文·阿姆斯特朗发现了宽带频率调制現真度。阿姆斯特朗的发现奠定了信息论的基础,量化了信号带宽与抗噪能力之间的关系,并且做到了在一定的控制之下,将信号带宽扩展成信息带宽的很多倍。这为扩频技术奠定了理论基础。到年,J荚市砝┢导际醯挠τ茫嘤没ü苯有蛄械穆胂嗷デ稹>过一个世纪,计算机技术和半导体技术的更新换代推动了无线通信的理论和技术的飞速发展。
:兰潭超宽带通信技术的介绍线电通信技术的历史过型。直到年,美国通过了允许使用超宽带技术的规范,在不泶硎侵傅陀谧罡叻牡阄1呓绲钠荡I媳呓缂俏#蹋卤呓缂为以,最高辐射点频率记为厶。丘厶/谝槐ǜ嬗牍娣妒植七虽然人们常认为超宽带技术是无线通信的新突破,但其实超宽带技术的发展贯穿了无干扰已有无线电设备使用频段的基础上,允许超宽带通信、测距及成像设备的商业应用。对于民用超宽带设备使用频段和功率,美国月发布了相关规定,即第一报告与规范手册淠康脑谟诒;ひ延械奈尴咄ㄐ派璞覆皇超宽带设备的干扰,使超宽带技术与已有的无线业务共存。报告与规范手册建立了成像系统、车载雷达系统、通信和测量系统三类超宽带技术标准与操作限制。在第一报告与规范手册中定义了不需要许可的超宽带传输系统,定义的主要方面有:⑸