超宽带（UWB）关键技术分析及发展策略的思考

本文主要介绍超宽带技术的定义以及信号传输形式：基带脉冲形式和调制载波形式及其发展历史。超宽带技术具有充分利用频带资源、传输速率高、系统实现简单、功耗低、可穿透性强、定位精度高等优点;在无线多媒体局域网、无线传感网、交通系统、军事系统等领域具有广泛的应用。在无线网络体系中,将超宽带技术与现有的无线局域网技术进行比较,在10米范围内,超宽带具有传输速率高的优点;在100米以外,超宽带具有功耗低、成本低的优点。我们探讨超宽带技术的发展方向以及与其它先进通信技术,如OFDM、MIMO等相结合,将大大提高未来移动通信系统的性能。     

水声通信CE-OFDM系统降低峰均功率比研究

正交频分复用(OFDM)系统存在着较高的峰均功率比(PAPR).针对这个问题,研究了恒包络正交频分复用(CEOFDM)系统,该系统通过相位调制得到恒包络的信号,消除了PAPR较高的问题.与传统降低PAPR的方法相比,相位调制的复杂度低,性能更好.仿真和水池实验结果表明:CE-OFDM系统将信号的PAPR降低至0,比传统降低PAPR的方法优越,是具有一定鲁棒性的高速水声通信解决方案.     

一种降低OFDM系统的峰均功率比的方法

针对OFDM（orthogonal frequency division multiplexing）系统具有很高的峰均功率比(peak-to-average power ratio,PAPR)的缺点,对利用载波干涉技术降低PAPR的方法进行了改进。将快速傅立叶逆变换（IFFT）后的N个信号中取k个信号,并求其平均值来代替相应的原信号值,以达到降低系统峰值功率,进一步降低系统PAPR的目的。理论分析及仿真结果表明,提出的方法能使系统峰值功率有明显降低,达到了进一步降低PAPR的目的。该方法算法简单、不产生失真、不用传送边带信息,并且能够在互补累积分布函数（CCDF）值与误码率（BER）值之间达到较好的折衷,易于与其他降低PAPR技术结合使用,具有较好的可行性。     

一种简单的OFDM系统无损峰均值比抑制方案仿真

设计一种在部分传输序列方法中简化的相位变化方法,不用进行随机相位相乘处理,只需对分组序列进行循环移位实现对OFDM信号PAPR的降低。仿真实验结果表明,该方法能够有效的降低系统的PAPR。     

一种基于预留子载波的 CA-FBMC 系统 PAPR 抑制算法

针对引入载波聚合的滤波器组多载波（carrier aggregation-filter bank multicarrier,CA-FBMC）调制系统峰均功率比（peak to average power ratio,PAPR）进一步升高的问题,基于预留子载波（tone reservation,TR）思想,提出一种适用于面向载波聚合的FBMC（filter bank multicarrier）系统降低PAPR的有效方法,利用分量载波间原有保护子载波充当预留子载波成分,结合时域信号剪切的处理方法,在不改变原有信号子载波有效输入数据的前提下,降低系统信号的PAPR。同时,由于重叠因子的存在,为克服系统符号重叠特性的影响,利用后向迭代的处理思想,对时域输出信号进行分组,针对每组信号分别进行迭代剪切处理,并将处理完成的信号进行后向叠加处理,从而避免符号重叠引发的峰值增生而导致PAPR回退的问题。仿真结果表明,该算法可在不影响系统基本传输性能的情况下有效降低系统的PAPR。     

OFDM系统中降低PAPR技术的研究——基于PTS技术

正交频分复用(OFDM)作为一种抗多径衰落的高速信息传输技术,最大缺点就是固有的高峰值平均功率比.本文提出使用部分传输序列(PTS)算法降低OFDM系统中的PAPR(峰值平均功率比),并对PAPR概率分布进行了理论分析.最后对相位系数加以改进来降低PTS的计算复杂度.     

新型超宽带带通滤波器的综合与设计

在无线通信高速发展的今天,超宽带系统的研究具有广阔的应用前景和巨大的市场价值.论文主要对超宽带系统中的超宽带滤波器进行了深入的综合研究与设计,通过一种新型超宽带滤波器的综合方法来设计超宽带带通滤波器,并进行了实例仿真.设计的滤波器相对带宽超过110%,频带宽度在3.1～10.6 GHz之间.软件仿真和理论计算结果一致,并且实例仿真结果显示所设计的滤波器具有低插入损耗和较高的抑制度等优点.     

一种基于信息融合的Chirp类数字水印算法

作者提出了一种基于信息融合的Chirp类水印算法.该方案将有意义的二值水印图像同Chirp信号调频率融合得到新的离散Chirp信号序列,并利用分数阶Fourier域Chirp信号的能量聚集性实现水印检测和盲提取.仿真结果表明,算法对高斯白噪声干扰、裁剪、JPEG压缩、旋转、滤波等常见图像处理过程具有很好的鲁棒性.     

混沌选择性映射降低MC-CDMA系统的峰均功率比

选择性映射是降低MCCDMA系统信号峰均功率比（PAPR）的一种有效方法。采用不同相位序列的选择性映射降低PAPR的效果是不同的。提出了将混沌序列作为相位序列来降低MCCDMA系统的PAPR,研究结果表明混沌序列能有效地降低MCCDMA系统的PAPR,并且效果优于当前所采用的Golay Complementary,ShapiroRudin,Random等序列。发现Lyapunov指数越大,混沌序列降低MCCDMA系统的PAPR效果越好。     

基于SLM的STBC MIMO-OFDM系统中PAPR减小的改进方案

多输入多输出频分复用(MIMO-OFDM)具有峰平功率比(PAPR)较高的问题。选择性映射法(SLM)具有很好的减小PAPR性能,但是在MIMO-OFDM中,若在每个天线上单独使用该方法,不能充分利用多天线带来的附加自由度。针对这一问题,提出一种基于SLM的改进方案:SLM技术与子带置换相结合。     

基于Chirp组合信号调制的多址技术

为了最大程度降低多址干扰对系统性能的影响,提出了一种新的基于Chirp组合信号调制的多址技术。在充分利用系统带宽的情况下,结合调频率和初始相位设计一组正交性较好的多址信号来抑制用户间的多址干扰,进而提高系统的误码率性能。仿真结果表明,在不显著牺牲系统性能的情况下,利用Chirp组合信号调制的多址技术可以容纳更多用户同时接入系统;与基于二进制正交键控调制的多址技术相比,系统误码率性能至少提高5 d B以上。     

频域积累与EMD去噪结合的微动信号检测算法

 超宽带生命探测雷达具有穿透能力强、距离分辨率高、抗干扰能力强等诸多优点,在防暴、救援、反恐等领域有很高的使用价值。由于穿墙生命探测雷达回波信号具有杂波干扰严重,且生命信号与背景噪声相互交叠等特点,利用传统数字滤波方法无法有效检测人体微动信号。针对此问题,本文提出一种利用频域积累与经验模态分解（EMD）相结合的人体微动信号检测算法,利用频域积累提高回波信号的信噪比,利用EMD 方法进行进一步的去噪处理。该算法不仅具有频域积累可以有效提高信噪比的优点,而且具有EMD 方法自适应分解信号的能力。同时,它克服了在低信噪比情况下,频域积累实时性不强,以及EMD 方法不能有效去除杂波的缺点。仿真和实验证明,该算法既可以有效提高雷达回波信号的信噪比,又可以改善单纯使用频域积累实时性不强的缺点,利用该算法对雷达回波信号进行处理可以准确快速地检测出人体的呼吸频率,是一种很好的穿墙雷达微弱信号检测新方法。     

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.     

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.     

MPPM调制技术在基于并行组合扩频超宽带通信系统中的应用

通信的高效性和安全性是衡量现代通信系统性能的2个主要技术指标,并行组合扩频通信技术和超宽带通信技术因分别具有高效通信能力和保密通信性能而成为该领域的2个研究热点.在分析并行组合扩频通信和超宽带通信系统技术特征的基础上,结合这2种通信方式的技术优势,提出一种新的无线通信方案,并在新的通信系统中使用多进制脉冲位置超宽带调制方式,使该通信方案同时具有高效和安全的通信性能.仿真结果表明,并行组合扩频通信与超宽带通信具有结合的可行性以及MPPM是一种适合应用于并行组合扩频超宽带通信系统中的调制方式.     

基于多种调制方式的超宽带空时网格编码

为结合多入多出系统和超宽带的优点来实现高速高效的传输,将空时编码技术应用于超宽带系统中,讨论了基于脉冲位置调制(PPM:Pulse-Position Modulation)、脉冲幅度调制(PAM:Pulse-Amplitude Modulation)以及双正交调制3种不同方式的超宽带空时网格编码方案。考虑在发送和接收端已知信道状态信息,分别建立了3种方案的发射接收模型。仿真结果表明,在高斯信道和IEEE802.15.3a信道条件下,采用PPM的超宽带空时网格编码方案的性能都远优于其他两种方案,当信噪比为8dB时,误码率降低10~100倍。进一步考虑在存在多用户干扰条件下,该系统性能随用户数的增加而下降。     

IIR数字滤波器的VHDL设计与仿真

VHDL语言是EDA设计中常用的一种IEEE标准语言,具有覆盖面广、描述能力强、可读性好、支持大规模设计及逻辑单元利用等优点,因此受到越来越多的电子工程师的青睐。数字信号处理在科学和工程技术许多领域中得到广泛的应用,本文采用一种基于FPGA的数字滤波器的设计方案,首先分析了数字滤波器的原理及设计方法,然后通过MAX+PLUSⅡ的设计平台,分别对各模块采用VHDL语言进行描述,并进行了仿真和综合。仿真结果表明,本文所设计的数字滤波器运算速度较快,系数改变灵活,有较高的参考价值。     

混沌跳时超宽带系统多址干扰分析

提出了基于混沌跳时(CTH)多址的BPSK超宽带系统,讨论了该系统的工作原理,从理论上分析了系统的多址干扰,通过仿真说明了如何选取系统参数降低系统的误码率,提高系统性能.同时该系统具有低截获率和高保密性等优点,具有较高的使用价值.     

Range Extension and Channel Capacity Increase in Impulse-Radio Ultra-Wideband Communications

We theoretically analyze the channel capacity of a 5th-order Gaussian pulse-based ultra-wideband (UWB) system and experimentally demonstrate 2 Gbit/s UWB-over-fiber transmission systems incorporating wireless transmission. Both electrical and photonic UWB pulse generation methods are employed and its performance is compared. By utilizing optimum UWB pulse design and employing a digital signal processing (DSP) receiver, a bit-error-rate above the forward error correction (FEC) limit for 8 meters of wireless ...