基于优化动态门限的TOA估计算法

针对脉冲超宽带(IR-UWB)无线传感器网络提出一种新的基于优化动态门限的到达时间估计算法.首先运用能量检测算法检测出直达单径(DP)所在能量块;然后根据峭度、平均附加时延和均方根时延扩展的联合,提取出最优门限值并拟合出动态门限公式,进而估计出DP所在位置;最后以此计算出TOA值.此算法具有复杂度低、精度高的特点.通过仿真对比,验证了算法的优越性.     

关于IR-UWB接收机技术的研究

在分析AWGN信道特性的基础上,通过研究典型调制方式下的超宽带冲激无线电信号(IR-UWB)的接收机结构,找到了一种IR-UWB最佳接收机.重点研究了在脉冲位置调制、脉冲幅度调制和二进制相移键控调制方式下,接收机抗距离衰落和加性高斯白噪声性能.通过对系统的仿真研究和性能分析,得出了基于BPSK调制方式下接收机的性能最优,并且结构简单易实现.     

强窄带干扰存在时 IEEE 802.15.6 协议下的同步算法

脉冲超宽带(impulse radio ultra-wideband, IR-UWB)是一种通过发射极窄脉冲进行信息传输的无线电技术. 由于脉冲超宽带技术的工作频带特别宽, 因此易混入其他无线系统的窄带干扰信号. 针对超宽带系统中物理层同步头 Kasami 序列的特点, 提出了一种在 IEEE 802.15.6 协议下的同步算法. 一个 Kasami 序列可以被选为与接收信号进行积分相乘的同步模板. 仿真结果表明, 在存在强窄带信号干扰和码间干扰的情况下, 该同步算法比其他针对 IEEE 802.15.6 协议的算法有更高的同步成功率和更低的复杂度.     

一种基于延时线的全数字脉冲式超宽带发射机

本文设计了一款应用于无线体域网的全数字超宽带脉冲发射机.采用开环工作的延时线得到不同的延时信号,再由边沿合成器将多路延时信号合成为具有较高中心频率的短时方波脉冲信号,该短时方波脉冲信号经过输出驱动模块及带通滤波电路整形成为超宽带脉冲信号.芯片采用中芯国际0.13μm RF CMOS实现,面积为1 118μm×873μm.测试结果表明,发射机输出脉冲信号的最大幅度为220mV,信号-10dB带宽可在0.9~1.5GHz之间调节,脉冲信号中心频率在3.2~4.4GHz范围内可配置,当脉冲重复速率为15Mb/s、信号带宽为0.9GHz,输出信号设置为最大幅度时,芯片功耗为0.9mW.     

基于零相关扩频码的UWB系统信道估计方法

在脉冲UWB系统中,应用零相关扩频码（ZCD）进行DA（数据辅助）信道估计,仿真结果显示出采用ZCD码进行信道估计得到的自相关函数优于采用Walsh码得到的．同时提出一种基于ZCD码的脉冲UWB系统的非结构化DA信道估计方法,仿真结果表明,这种方法的误码率低于普通扩频码的误码率,说明该方法可以有效地提高非结构化信道估计的性能．     

超宽带车辆无线网络两跳中继接入研究

为了提高车辆无线网络的系统性能,引入了脉冲超宽带(IR-UWB)无线技术并研究了链路两跳中继接入条件.由于IR-UWB功率受限,通过分析给出数据链路中继接入条件,提出了低计算复杂度的多链路两跳数据链路中继节点分配算法(DLRA),提高了数据链路传输速率;针对IR-UWB车辆链路,采用两跳单中继获得分集增益,同时实现低开销中继接入.对IR-UWB网络并行链路中继接入进行了仿真,仿真结果表明:IR-UWB车辆链路在实行两跳中继接入后,在仿真场学中总体数据传输速率提高了60.6％,改善明显.     

一种用于脉冲超宽带接收机的0.18-μm CMOS工艺的高增益检波器

设计了一个用于非相干脉冲超宽带接收机的0.18-μm CMOS工艺的能量检波器.该检波器包含了输入匹配模块、平方电路、翻转电压跟随器-电流检测电路、跨导级以及输出缓冲器.平方电路运用饱和区晶体管的平方律特性对输入差分信号进行平方,所得到的输出电流由翻转电压跟随器-电流检测电路转换成电压.跨导级对该信号进行放大并积分得到所接受的能量.测试结果可以看出,当输入信号的峰峰值超过60mV时,在高达300 MHz的频率下检波增益可以达到10 dB.而最小检测幅度为13 mV,此时的检波增益为5 dB.在移除输出缓冲器之后,输出脉冲的幅度将增加一倍.不计及测试焊盘,芯片面积为0.23 mm×0.3 mm.电路由一个1.8 V的电源供电,核心电路电流为3.5 mA.该检波器已成功应用于开关键控方式的接收机以实现高速宽带通信.     

由接收节点控制握手的一种脉冲超宽带网络MAC协议

脉冲超宽带系统通过发送宽度极窄的脉冲进行通信,因没有载波调制,所以基于载波侦听方式的MAC协议不适用于IR-UWB系统.针对常用的UWB MACAW MAC协议在网络负荷较大时RTS/CTS握手失败概率大的问题,提出了一种先由接收节点传送FI帧指示其处于空闲状态,然后发送节点再进行握手的UWB-RI MAC协议,以增大握手成功的概率.通过给出的UWB-RIMAC协议数据收发的详细流程,分析了FI帧广播间隔的取值,说明其对QoS的支持;最后仿真比较了UWB-RI MAC和UWB MACAW MAC的性能.