超宽带脉冲波形设计及调制技术研究

论文摘要

近年来,无线通信技术的迅速发展,以及企业的成功应用,深刻地影响我们的生活,由于消费者对更高容量,更快的服务和更加安全的无线需求正在增长,我们需要在有限的无线频谱资源上寻找新的增强技术。超宽带技术,由于它与当前的无线通信系统共存的新业务,为几乎枯竭的无线频谱资源提供了一个非常有前景的解决方案。超宽带通信与其它通信技术的区别之处在于发射机和接收机之间是否采用了非常窄的脉冲进行通信。应用短持续期的脉冲作为其基本信号单元通信直接带来非常宽的带宽,并且带来了一些特有的优点,如大的隐秘性、吞吐量、对干扰的鲁棒性、与现有的无线通信业务相互共存。超宽带通信独一无二的特征使得它非常很适合应用在包括消费电子产品、个人电脑、外围设备、无线局域网、以及智能电话等大规模市场中。正是基于这些广阔的应用前景,本文对超宽带调制技术进行了研究。本文主要研究内容如下:在研究了IR-UWB（冲击窄脉冲超宽带）的一些基本原理、相关概念,分析了一些常见超宽带脉冲信号特点之后基础上,对线性调频脉冲超宽带信号和相关理论进行了重点阐述。在超宽带无线电系统中,窄脉冲是信息载体。脉冲信号波形会对整个系统中的天线设计、多址接入和调制技术产生重大影响。在研究脉冲波形特性的基础上,首先分析了脉冲波形频谱与FCC规定辐射功率谱限制相匹配的相关算法,然后提出了自己的算法并进行了仿真。研究了线性调频脉冲超宽带调制技术。对二进制正交键控调制进行研究,并设计建立仿真系统,然后对线性调频信号的频谱和系统的传输特性进行了仿真;还提出了与传统QAM高阶调制技术相结合的调制方式,并对其进行了理论推导和仿真。对利用时域交叠和加窗来提高调制效率的技术进行了研究,研究中发现子载波频率满足一定条件时具有正交性,进行理论推导和仿真,研究了适用于超宽带的Rake接收技术;对适用于超宽带的多址技术进行了研讨。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 概述
• 1.2 超宽带的相关概念
• 1.3 超宽带与扩频系统之间的差别
• 1.4 超宽带无线通信技术的优势和特点
• 1.5 超宽带与窄带系统的共存
• 1.6 超宽带技术的应用前景
• 1.7 课题意义及内容安排
• 第二章 超宽带脉冲信号特性和频谱匹配研究
• 2.1 高斯脉冲信号及其他常见脉冲信号
• 2.2 线性调频脉冲超宽带信号研究
• 2.3 脉冲信号的频谱匹配研究
• 2.4 窄脉冲信号的产生与辐射
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于线性调频脉冲超宽带技术研究
• 3.1 现代调制技术
• 3.1.1 正交幅度调制（QAM）
• 3.1.2 扩频调制
• 3.1.3 正交频分复用
• 3.2 几种常见的IR-UWB 调制方式研讨
• 3.2.1 脉冲位置调制（PPM）
• 3.2.2 脉冲幅度调制（PAM）
• 3.2.3 发射参考调制
• 3.2.4 脉冲波形调制（PSM）
• 3.2.5 IR-UWB 多脉冲调制与多址技术
• 3.3 基于线性调频脉冲二进制正交键控调制技术
• 3.4 加窗和交叠技术
• 3.4.1 时域交叠技术
• 3.4.2 多子载波频率交叠研究
• 3.4.3 加窗技术
• 3.5 基于线性调频脉冲超宽带的直接调制技术研究
• 3.6 本章小结
• 第四章 超宽带接收技术和多址技术的研讨
• 4.1 室内无线信道
• 4.2 Rake 接收技术
• 4.3 多址技术的研讨
• 4.3.1 CDMA 多址
• 4.3.2 FDMA 多址
• 4.4 本章小结
• 第五章 课题的研究总结与展望
• 5.1 课题的研究总结
• 5.2 对后续工作的展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的成果