UWB系统多径同步方案的实现

1 UWB简介 UWB(Ultra Wide Band),即超宽带技术.是一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据.因此,其所占的频谱范围很宽.UWB技术提供基带通信方式,是利用ns级时域脉冲实现直接调制,调制信息过程放在一个非常宽的频带上进行,而且以这一过程中所持续的时间来决定带宽所占据的频率范围.     

基于频率采样的超宽带脉冲信号设计方法

提出一种新的超宽带脉冲波形的设计方法,通过在频率域进行多点采样,将超宽带信号设计成适合多址接人的ns级极窄脉冲,同时符合FCC频谱模板对功率的限制.能充分利用频谱模板,并给出脉冲波形具体数学解析式,修改频域采样点数目及幅度值参数能够进一步提高频谱利用率.减少了与其他无线窄带系统的相互干扰,提高了UWB通信系统的性能.方法灵活有效,适用于不同的频谱模板.在理论分析的基础上对方法进行了仿真,仿真结果验证了该方法的有效性.     

基于超宽带技术的无线传感器网络

针对超宽带(UWB)的设计复杂度低、通信距离短、平均发射功率低等特点可以适用于短距离高速无线通信这一问题,结合超宽带无线传输技术的特点,阐述了超宽带无线传感器网络的主要优势。即:脉冲发生器产生冲激脉冲,超宽带无线电经发射器将载有信息的脉冲辐射出去,再由检波接收器接收。并提出了一种新的编码方法TFS,结果表明它能在低速率数据传输的传感器网络中实现一种简单且具有功效的CMOS操作。     

UWB通信系统的信号设计与分析

首先简略介绍了超宽带(UWB)信号及其基本特征，然后较为详细地阐述了UWB信号的设计与选取，其中重点讨论了单周期脉冲波形和TH-PPM信号并给出了仿真分析结果，最后分析了UWB系统的接收信号处理。     

超宽带脉冲无线通信系统中的同步技术

讨论了超宽带（UWB）脉冲无线通信系统中的同步问题,总结了目前的研究现状。首先讨论了UWB脉冲形状和信道模型,然后从信号处理角度分析了UWB同步问题,比较性地研究了基于检测理论和估计理论的UWB同步技术。分析了目前基于这两种理论的主要同步方法、特点和性能,并指出了今后UWB脉冲无线通信系统中同步面临的主要问题和研究方向,对于UWB同步技术的研究有一定的指导意义。     

基于微波光子微分原理的灵活UWB信号产生方法

为了有效克服传统电子信号发生器在工作带宽和工作频率方面存在的电子瓶颈,满足未来光载超宽带系统应用需要,提出了一种光子学超宽带(UWB)信号产生方法。基于微波光子微分的原理,该方法在光域中对高斯脉冲进行灵活处理,进而实现UWB信号的产生。通过理论推导和计算机仿真,对所提方法进行了分析与验证,结果表明,该方法可根据需要实现多种UWB信号波形的产生与调制。此外,通过对系统进行优化配置,还可在输出UWB信号的功率谱中引入一个频率可调的零点,从而避免UWB信号与现有WiFi信号之间的相互干扰。     

改进的低压脉冲法对变压器绕组变形的探测研究

为了保证大规模电力输送工作的质量和效率,提高电力输送设备的使用寿命,通过对电网内核心装置电力变压器的内部绕组进行了变形探测研究。根据以往常用的低压脉冲法与频响法的优缺点,提出了一种基于低压脉冲法的改进方法。利用纳秒级脉冲进行测量来诊断电力变压器内部绕组的状态,即采用持续时间为100～2 000 ns和上升沿大约10 ns的纳秒级脉冲发生器进行测量。通过在不同端子上进行对比测量,并根据不同端子间回波信号的差异来判断变压器内部绕组是否发生了形变。此种方法确保了良好的重复性和测量精度并改进了传统的低压脉冲法(Low voltage impulse,LVI)的缺陷。实验结果证明,开发的纳秒级脉冲源与针对变压器绕组变型的数值谱分析法,可以快速地得到变压器内部绕组的变型情况并且扩展了回波信号的频谱。     

磁压缩脉冲发生器的仿真与研究

设计一种应用于水中放电能够输出快前沿纳秒级高压窄脉冲的两级磁压缩脉冲发生器,根据磁脉冲压缩原理设计出磁开关相关参数,击穿水介质产生等离子放电通道需要均匀的电场,因此外置磁复位电路清理剩磁。选用铁基纳米晶磁芯在PSPICE仿真软件中创建磁开关模型并添加封装库,磁开关模型能够很好地模拟MPC(magnetic pulse compression)在实际应用中电压电流逐级压缩的工作状态。频率、脉宽和相位可调的优点使IGBT(insulated gate bipolar transistor)在实际应用中常作为初级控制开关,用于辅助MPC设计一种三极管电压反向放大延时电路封装开关模型,来实现与实际选用IGBT开关参数的对应。由仿真结果,50Ω电阻上输出一个上升沿90 ns,幅值8.5 kV的高压窄脉冲,前沿压缩倍数为6.4。     

超宽带跳时扩频通信系统性能分析

首先介绍超宽带(UWB)通信系统的特性，然后介绍采用两种不同调制方式(BPSK和PPM)的UWB跳时扩频多址通信系统，并将发射单脉冲信号建模为一般高斯脉冲的一阶导数和三阶导数，基于常规单用户检测器，根据系统的误比特率，分析比较两种系统的性能．     

模拟微弱PD UHF信号纳秒级陡脉冲源的研制

针对电气设备超高频法检测局部放电的定位和定量校正需要,设计了一种纳秒级陡脉冲源,构建了相应的电路模型,用Pspice仿真分析了储能电容和电源电压对产生陡脉冲波形的影响。该纳秒级陡脉冲源在储能电容为10、20pF时,脉冲上升陡度分别达到0.68、0.90ns,脉宽分别为0.98、1.18ns,脉冲峰值分别为8.72、12.2V,产生的局部放电量分别为320、600pC,用研制的套筒单极子天线接收的多路陡脉冲信号稳定,误差小于70ps,可以用于超高频法检测局部放电的定位和定量校正试验研究。     

基于抽样理论的UWB-OFDM系统信道模型设计

简要介绍UWB-OFDM系统后,分析了IEEE802.15.3a标准信道S-V模型,指出了其局限性,并基于抽样理论提出了一种较为合理的改进方案,使该模型能应用于UWB-OFDM系统,最后给出了该模型的统计特征和信道样本,计算机仿真结果表明这种新改进方法最大程度地保持了原有S-V模型的信道特性.     

超宽带信号模型的仿真研究

描述了超宽带信号的原理,讨论了几种用于产生超宽带脉冲信号的波形,分析了脉冲位置调制的特性,介绍了超宽带信号仿真原理,并在时域上实现了对超宽带脉冲信号的仿真.     

一种新的超宽带脉冲设计方法与性能分析

讨论了基于粒子群算法设计的超宽带脉冲,对设计脉冲的UWB系统性能进行了分析.依据FCC辐射掩蔽,对一组正弦高斯函数进行加权组合,通过粒子群优化算法选取组合系数得到新脉冲,对采用设计脉冲的系统性能分别从单链路误码率、多址性能、链路预算3个方面进行仿真比较.结果表明:与Schlotz脉冲、随机组合脉冲相比,基于粒子群算法设计的脉冲具有更好的误码性能和传输性能.     

TH-UWB的码间干扰分析

由于UWB主要应用在密集多径的室内环境，所以研究多径效应造成的码间干扰对于设计高速UWB系统非常重要。分析了基于跳时多址的UWB的码间干扰效应。通过分析脉冲的各个多径分量与之后发送的脉冲的时间差的分布，得到了跳时UWB的码间干扰估算公式。与采用等间距发送脉冲时的码问干扰对比，结果显示，随着脉冲重复周期增大，跳时UWB的码间干扰的改善的速度比等间距发送脉冲时缓慢。     

超宽带单极子天线脉冲传输特性的分析

以超宽带单极子天线为对象,提出一种实验测量结合数值模拟的简便方法,并将其推广用于脉冲体制超宽带通信系统的设计与性能分析,测量天线系统在特定频段上的频域传输幅度和相位特性并将其转换成时域传输特性.然后利用实验数据,结合数值仿真,分析了几种脉冲信号在系统中的传输特性.接着通过比较系统采用不同收发天线对情况下的传输特性,探讨了超宽带天线的性能评估和选择.实验与仿真结果表明,这种方法对脉冲信号的波形设计、超宽带天线的性能评估与优选具有良好的效果.     

基于去冲激响应的UWB雷达目标识别

提出了基于去冲激响应的UWB雷达目标识别方法,在理论上对该识别方法进行了详细地推导,并给出了该方法中所用到的窄脉冲的选取准则;最后,通过计算机模拟,给出了两种飞机模型不同姿态下的近似冲激响应数学模型,在此基础上对这两种飞机模型进行了识别仿真。从仿真结果来看,此识别方法效果良好。     

基于超宽带阵列回波信息的引战配合方法

如何保证较高的引战配合效率是超宽带引信系统研究的一个关键技术问题。为获得理想的引战配合效率，基于高斯脉冲的超宽带阵列引信,分析了弹目交汇过程中近程体目标的回波信号,指出不同方向上波形宽度与阵列方向图指向、目标方向角间存在的关系式,提出了利用回波信息估计目标中心位置的方法,在此基础上,结合弹目相对速度,确定起爆点,实现最佳引战配合。仿真结果表明：利用一维均匀超宽带阵列天线的回波进行目标距离、角度位置估计是可行的，该方法是有效的。     

超宽带电磁脉冲辐射传播特性研究

研究在圆盘辐射器条件下,对两种经归一化处理后的典型脉冲,根据电磁场理论,给出它们轴线能量传播特性的解析计算公式与数值模拟结果,并给出其中矩形脉冲的超宽带电磁能量传播趋势的三维模拟.模拟结果证明,超宽带电磁脉冲能量在不同传播区段表现出不衰减、慢衰减等特征.     

超宽带通信中干扰抑制方法

针对修改接收模板信号的方法(MRTW)在抑制随机窄带干扰上的不足,提出了一种超宽带通信系统(UWB)干扰抑制的新方法—自适应修改接收模板信号(AMRTW)方法,该方法通过增加的自适应频谱估计器和自适应接收模板信号分解单元,准确的将干扰信号分量从UWB接收模板信号中恰当的去除,从而提高了UWB接收机的抗干扰能力,仿真结果表明,在UWB系统处于随机用户干扰的条件下,AMRTW方法对UWB系统误码率的改善明显优于MRTW方法。     

MPPM软判决方案及其在超宽带通信中的应用

脉冲位置调制(PPM)是一种非常适用于超宽带通信的调制方式,现有的对于M元脉冲位置调制(MPPM)译码都是通过硬判决进行的.软判决充分利用了接收信号信息,因而能更有效地实现信号解调.理论推导出了脉冲位置调制的软判决实现方法.仿真结果显示了在AWGN信道中,基于该方法的软译码误码性能比传统的硬译码性能有很大的优势,该方案可用于超宽带通信.