脈沖超寬帶系統(tǒng)發(fā)射波形及接收算法設計.pdf

1、脈沖超寬帶(IR-UWB,Impulse Radio Ultra Wideband)技術是一項新興的短程無線通信技術，它通過發(fā)射納秒級的脈沖串來傳輸信息，具有功耗小，傳輸速率高等優(yōu)點。其中發(fā)射波形及相應的接收算法設計是超寬帶系統(tǒng)的關鍵技術。
　　由于占用的帶寬非常寬，為了與現有系統(tǒng)共存，超寬帶信號要滿足一定的功率譜限制。本文以提高發(fā)射波形對功率譜限制的利用率(NESP,Normalized Effective Signal Pow

2、er)，即增大有用信號的功率，進而提高系統(tǒng)性能為目標，建立了基于同一脈沖平移疊加設計波形的數學模型，將其轉化為有限長沖激響應濾波器設計問題，并借鑒Parks-McClellan算法進行求解。在低算法復雜度的條件下得到了NESP為74.56％的波形設計結果。在此基礎上，結合算法原理分析，提出基脈沖頻譜形狀影響降低和增加加權系數兩種改進算法，所設計組合波形的NESP可進一步提高到86.27%。
　　在設計出超寬帶脈沖波形后，進而考慮相

3、應的接收和檢測方法。在數字超寬帶系統(tǒng)中，如果采用傳統(tǒng)的時域接收如RAKE接收機等進行納秒級脈沖信號的接收，所要求的A/D速率非常高。為了在低A/D速率下實現超寬帶信號的接收，本文從頻域角度出發(fā)，考慮一種低A/D速率的頻域接收算法，通過提取頻譜分量來重構時域信號的信息，并收集多徑能量以檢測有效信號。本文首先從信號分析角度推導了頻域接收算法的理論依據，在此基礎上建立了頻域接收的基本系統(tǒng)結構，并針對AWGN信道和多徑信道模型進行了仿真。結果表