基于多频带APSWFs组合的超宽带脉冲波形设计

在满足联邦通信委员会（FCC）频谱限制的基础上,为了避免超宽带系统对现有窄带无线系统的干扰,利用APSWF函数的特性,提出了一种基于多频带的近似回转椭球波函数（APSWFs）基的利用最小均方误差（LSE）准则线性组合来设计超宽带脉冲波形的算法．仿真表明,设计的脉冲功率谱不仅符合FCC频率掩模的约束要求,而且有较高的频谱利用率．     

基于MMSE的超宽带脉冲压缩雷达优化

针对脉冲压缩技术本身存在的距离旁瓣现象会使雷达探测到的邻近的弱目标信号被强目标信号的距离旁瓣所掩盖的问题。对超宽带脉冲压缩雷达信号进行优化处理,采用最小均方误差算法(MMSE)优化超宽带脉冲压缩雷达,通过计算机仿真表明,经过优化后的超宽带脉冲压缩雷达距离旁瓣得到明显抑制,同时在分辨力不受影响的情况下,更容易识别目标。     

基于高斯脉冲导函数的组合脉冲系数设计

超宽带信号的脉冲形成须使得波形逼近管理权威所制定的辐射掩蔽.为了设计满足频谱要求的脉冲,选取高斯导函数为基函数进行线性组合.分别利用随机系数选择和基于最小均方误差准则的系数选择选取组合系数,再依据美国通信委员会(FCC)室内频谱规范选掸一组最佳系数.仿真结果表明,两种系数选择方法所得组合脉冲的功率谱密度均能较好地接近FCC室内频谱规范,且基于最小均方误差准则的系数选择能更好地逼近频谱规范,实现频谱资源的充分利用.     

超宽带通信中的波形设计研究

本文研究了超宽带通信中几种典型脉冲波形的设计方法,对各种方法的优缺点进行了比较分析,对超宽带系统脉冲波形的研究具有一定参考意义。     

超宽带脉冲信号的波形设计研究

脉冲波形设计在UWB系统中具有重要作用与意义。文章根据超宽带系统的特点与需求,提出了成形脉冲设计的具体要求。介绍了UWB成形脉冲中几种典型超宽带成形脉冲,主要包括：高斯脉冲、Hennite正交脉冲以及扁长椭球波函数（PSWF）正交脉冲等的实现原理和特点．并介绍了脉冲波形设计过程中需要注意的一些影响因素。     

一种超宽带脉冲的设计新方法

以最大限度地接近FCC（联邦通信委员会）辐射掩蔽要求为目标,以具有不同波形形成因子、不同阶次的高斯脉冲导函数为基函数、利用遗传算法来优化权重系数向量,提出基于遗传算法优化权向量的高斯导函数线性组合的超宽带（ultra-wideband,UWB）脉冲设计。以FCC对UWB系统室内辐射功率的限制进行实验,结果表明,与二阶高斯微分脉冲、随机组合脉冲相比,基于遗传算法的组合脉冲能够较好地满足FCC制定的室内辐射掩蔽标准,同时减小了误码率。     

认知超宽带无线电脉冲波形设计算法

超宽带和认知无线电技术是当今世界研究的热点。本文通过介绍超宽带和认知无线电的基本知识,从各自特点出发,将其优势结合形成认知无线电技术。并从CUWB系统自适应频谱环境和兼容FCC频谱模板的角度出发,为了能满足CUWB系统频谱模板的要求,提出了CUWB自适应脉冲波形的算法;以提高系统的频谱利用率为目标,采用了基于高斯导函数脉冲产生组合波形的方法。实验结果表明：自适应脉冲能适应模板的动态变化,而高斯脉冲有较好的频谱利用率。     

基于FCC辐射遮蔽限制的超宽带脉冲设计算法

研究了基于美国联邦通信委员会(FCC)辐射遮蔽限制的超宽带无线通信系统脉冲设计方法.以具有不同脉冲形状因子的Rayleigh脉冲为基函数,提出对Rayleigh脉冲的各阶导数进行加权迭代组合的超宽带(UWB)脉冲设计方法.对采用迭代组合脉冲和传统高斯二阶微分脉冲的2PPM-TH(跳时脉冲位置调制)通信系统在高斯信道下的单链路误比特率(BER)、多址、多径等方面性能进行了仿真比较,验证了所提出的迭代组合脉冲在功率谱密度方面能更好地满足FCC辐射遮蔽的要求,在单链路及多址性能方面优于传统的高斯二阶微分脉冲.     

声纳探测信号自适应脉冲噪声对消算法

针对浅海环境噪声严重影响声纳探测信号检测性能的问题,提出了一种非线性变换的自适应脉冲噪声对消算法。算法首先对回波信号和参考通道噪声信号同时进行非线性变换,对脉冲噪声进行软阈值滤波,在此基础上,采用最小均方误差算法实现自适应噪声对消,可获得稳健的收敛性能。α-稳定分布脉冲噪声条件下的仿真和某次实验中的声纳探测回波信号处理证明了算法的有效性。     

超宽带无线通信正交脉冲波形的正交化设计

基于幂函数的带枝Schmidt正交化，给出一类可用于多元调制超宽带（UWB）无线通信系统的正交脉冲波形。这类正交脉冲波形克服了Hermite正交脉冲波形持续时间长短不一致的缺点，且有比Hermite正变脉冲波形频谱利用率高的特点。还从时域和频域分析了这类正交脉冲波形的特性。     

基于信道缩短的UWB信道最小二乘估计

在使用最小二乘算法进行超宽带(UWB)信道估计时,当信道冲激响应的长度大于发送脉冲的帧长度,则在接收端会产生各个脉冲冲激响应之间的相互干扰,影响信道估计的效果.提出使用信道缩短技术,对实际信道的长度进行缩短,估计出缩短信道后再恢复成实际的超宽带信道.仿真实验表明,在信道长度大于脉冲帧长度时,仍然能很好地估计出信道,有效地解决干扰问题.     

基于惯性导航与UWB的联合定位算法

为提高无GPS情况下的3维定位精度,提出基于惯性导航与UWB(超宽带技术)的联合定位算法.该算法将线性最小二乘法的航迹计算与定位点拟合进行融合,使用加权平均对信赖度因子进行权衡.为验证算法的有效性,设计了1套UWB与9轴惯性导航模块结合的软硬件平台.仿真和实际测试结果表明:该算法可将3维定位误差控制在20cm以内.     

基于UWB无线定位的汽车防撞系统设计

汽车测速、测距的防撞预警可有效避免交通事故的发生。介绍了测速、测距原理,在此基础上论述了基于系统及芯片(system on a chip,SoC)的汽车防撞系统,提出了一种应用SoC芯片和超宽带(ultra wide band,UWB)无线定位技术的汽车防撞系统方案,研究了系统中关键功能模块UWB模块和SoC信号处理模块的实现和软件处理流程。结果表明,该方案可对行驶中的汽车与汽车以及汽车与其他障碍物之间的距离进行实时监测,在距离较近时能准确及时地判断并采取合理的处理措施,避免碰撞的发生,保障行车安全。     

基于MMSE的声码器解码算法

为满足在高误码率的窄带信道上进行语音通信的需求 ,研究了一种适用于甚低速率语音通信的抗误码参数估值算法。基于一定的解码状态 ,声码器通过最小均方误差(MMSE)估计的方法估计最优参数 ,充分降低信道误码对重建语音质量的影响。对于解码状态参数 ,通过计算最大后验转移概率的方法作最佳估计 ,并给出了一种简化的估计方法。这种抗误码算法计算量小 ,算法复杂度低。仿真结果表明 ,在不同误码率下用该算法恢复出的重建语音 ,不论客观评价或是主观评价 ,其质量都要优于传统的帧删除掩盖方法     

超宽带时变移动信道下的尺度-时延分集接收

针对宽带多径时变信道,特别是一定移动速度下的移动通信中产生的多普勒频移问题,在分析窄带时变信道和宽带时变信道的相似性基础上,给出尺度-时延分集接收的基本原理和尺度-时延Rake接收机的实现方法.分析表明,在宽带时变信道下,相对传统时延Rake接收机能够产生较大的分集增益.     

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。     

基于最小均方误差的多用户MIMO系统下行链路预编码

针对多输入多输出(multple input multiple output,MIMO)系统下行链路的迫零预编码方法在块对角化的基础上追求最大化系统和容量,而并未考虑接收信号的均方误差,从接收信号具有最小均方误差的角度设计了多用户MIMO系统的下行链路预编码的方案,称为块对角化最小均方误差方案.理论分析和仿真结果表明,该方案相较于迫零算法具有较小的接收信号均方误差及较好的误码率性能,并且保持了迫零算法绝大部分的系统和容量,它在系统误码率与和容量方面提供了一种较好的折中.     

改进灰色模型预测跌倒解算算法

针对行人跌倒装置跌倒判断率低,成本高,便捷性不强等问题,提出一种改进灰色模型预测跌倒解算算法。算法利用迭代扩展卡尔曼滤波法(iteration extended Kalman filter,IEKF)将超宽带(ultra wide band,UWB)与惯导数据相融合得到实时综合位置,并通过迭代灰色MGM(1,1)模型得到预测综合位置,提高定位精度。将惯导装置获取的加速度、角速度和磁通量通过四元数运算得到姿态角,利用最小二乘法线性拟合得到倾角,同时融入综合位置进行三级跌倒判断,有效地提高了跌倒判断准确率。实验结果表明,采用改进算法可以较好地区分正常姿态与跌倒姿态,跌倒判断准确度高达97. 5%。