文档介绍：现代通信技术(期末)论文
课程名称:现代通信技术
论文题目:超宽带(UWB)通信信道系统研究
院系:信息技术学院
班级:2010级计算机科学与技术1班
姓名:
学号:
指导教师:
昆明学院
目录
第1章绪论 4
UWB通信技术简介 4
UWB的技术特点 6
UWB以及相关技术的比较 8
UWB研究发展前景 9
第2章超宽带系统基本原理简介 10
UWB无线电通信的基本原理 10
IR-UWB脉冲 11
第3章超宽带通信信道模型 11
无线信道特性 12
多径效应 12
第4章 IR-UWB 无线通信信道仿真 13
IR-UWB信号仿真 14
-UWB信号及其功率谱密度仿真 14
14
PPM-TH-UWB信号通过不同信道环境的仿真分析 15
15
总结与展望 17
参考文献 18
超宽带(UWB)通信信道系统研究
摘要
超宽带通信技术是一种全新的短距离无线通信技术。它利用极窄脉冲传输数据,具有传输速率高、功耗低、抗多径能力强等许多优点,并且由于频谱的功率谱密度极小,它通常具有扩频通信的特点。
本文首先概括地介绍了超宽带无线通信的基础知识,重点研究TH-UWB信号特点及传播特性,对比超宽带信道模型与窄带无线信道的不同,在此基础上分析路径损耗模型和多径衰落模型对PPM-TH-UWB超宽带信号传输的影响。利用MATLAB仿真分析了PPM-TH-UWB和PAM-TH-UWB信号时域表达式及其功率谱密度(PSD),在此基础上仿真分析了脉冲超宽带信号在此信道模型下的传输特性,分析模型参数对信号传输的影响。
关键词:超宽带、脉幅脉位调制、功率谱密度、通信信道
第1章绪论
超宽带(UWB)无线通信技术是近年来通信领域兴起的一种无线互连技术。超宽带无线通信是使用微弱的,持续时间极短的脉冲进行短距离通信。,因此脉冲序列不必转换成较高的载波频率进行传输,而是直接利用纳秒至皮秒级的窄脉冲形式传输。这种方式占用带宽非常之宽,具有G量级带宽。信号占空比极低,每个信号间出现较长的无信号状态,让每个频道脉冲反应能逐渐衰减至零,并将字符间干扰降至可忽略的程度,所以它有很好的多径免疫能力。
一般认为,如果一个信号的带宽相对于载波中心频率或中心频率来说较宽,即相对带宽很大,那么这个信号就是UWB信号。更一般的定义来自于雷达领域,%,则这个信号就是超宽带信号。传统上,UWB信号是通过很窄的脉冲来获得的,这项技术目前已经在雷达系统中广泛应用,称其为脉冲无线电(IR)。这种脉冲传输的特点是,通过对非常窄的脉冲信号进行调制,以获得非常宽的带宽来传输数据。
UWB通信技术简介
UWB的历史渊源,可以追溯到一百多年前的无线电报时代。早在1894-1896年,马可尼(Marconi)就率先实现了利用电火花隙(spark gap)发射机向2英里外传输莫尔斯电码,而早在1900年,费森登(Fessenden)就利用了火花隙发射机将声音传到了1英里之外。由于技术上的限制和需求可靠通信的商界压力,研究和开发转向连续波传输,直到最近几年,都只是局限在雷达领域。但是Marconi的一些追随者也不断地出现:1946年,开发了一种不寻常的微波中继系统,该系统以传输脉冲信号为基础,采用脉冲位置调制(PPM)方式,双向语音传输的无线链路总共可达1600英里,单向时为3200英里。Barrett曾在2000年指出,美国国防部于1989年“铸造”了UWB这个词。20世纪90年代,一些中小型企业又重新引入基于UWB概念的无线通信思想,并进一步发展了遵从IR范例的UWB技术,提升了无载波和极短脉冲传输技术[1][2][3]。
2002年2月28日,美国英特尔公司主办的开发商会议“Intel Developer Forum(IDF)Spring 2002”上公开演示了下一代短距离无线技术“UWB(超宽带技术)”。主要有如下三大特点:(1)高达数百Mbit/秒的高速通信;(2)耗电量为现有无线技术的1/100以下;(3)较现有无线技术成本更低。
除英特尔外,美国Time Domain、美国Multispectral Solutions以及美国XtremeSpectrum等公司也在进行UWB无线设备的开发和生产。这些公司都正在从事军用无线设备及雷达方面的研发。