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《基于線性調(diào)頻脈沖壓縮技術(shù)的超寬帶通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、基于線性調(diào)頻脈沖壓縮技術(shù)的超寬帶通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)張文杰，王艷芬（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院，江蘇徐州221008）摘要：基于線性調(diào)頻脈沖壓縮技術(shù)產(chǎn)生的線性調(diào)頻信號(hào)具有良好的自相關(guān)性以及匹配濾波后尖銳的時(shí)域特性，本文將該技術(shù)用于超寬帶無(wú)線通信，研究了線性調(diào)頻信號(hào)頻譜結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了線性調(diào)頻調(diào)制的超寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)，并對(duì)該系統(tǒng)的各點(diǎn)波形和傳輸特性進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明Chirp信號(hào)的頻譜能很好的滿足FCC對(duì)UWB輻射掩蔽的限制，信號(hào)具有較高的頻譜利用率。在滿足一定誤碼率的情況下，信號(hào)傳輸距離可以達(dá)到900米。關(guān)鍵詞：超寬帶；線性調(diào)頻擴(kuò)展頻譜；聲表面波；線
2、性調(diào)頻信號(hào)中圖分類(lèi)號(hào):TN92秒年UltrawidebandwirelesscommunicationsystemdesignbasedoncompressedchirpZHANGWen-Jie,WANGYan-Fen(SchoolofInfor.andElectr.Engineering,ChinaUniversityofMiningTechnology,Xuzhou,Jiangsu221008)Abstract:Withtheexcellentautocorrelationandkeenedgedtimepropertyafterthema
3、tchedfilterofchirp.ThechirpspreadspectrumtechniqueappliedforUltra-Widebandbasedoncompressedchirp.WepresentedthespectrumandpresentedtheCSSUWBwirelesscommunicationsystem.Simulateeachwaveandthetransmitcharacteristicofthissystem.Thesimulationresultsshowthatthepowerspectraldensit
4、ydistribution(PSD)ofthepulsegeneratedherecancomplywithFCCemissionmaskregulationsonUWB,andthispulsehasveryhighspectrumutilizationratio.Thesignaltransmitdistancecanachieve900meters.Keyword:UWB;ChirpSpreadSpectrum；Surfaceacousticwave;Chirp1.引言超寬帶（UWB）通信是利用寬度在納秒、亞納秒級(jí)的基帶窄脈沖序列進(jìn)行通信
5、的一種技術(shù)。窄脈沖可以采用多種不同的波形，如高斯波形、厄密特脈沖等，然而在基帶窄脈沖UWB通信中，基帶窄脈沖包含較多的低頻分量，因此在FCC關(guān)于UWB通信功率譜的規(guī)定下,頻譜利用率不高。這就要求我們選取的脈沖波形在時(shí)域上應(yīng)當(dāng)平滑，并且功率譜密度容易由時(shí)域參數(shù)控制。而傳統(tǒng)的高斯波形、厄密特脈沖等形式不能保證波形之間的正交性,從而在接收端用戶間存在較大的干擾,造成誤碼率上升，影響系統(tǒng)性能。Chirp(線性調(diào)頻)信號(hào)由于其具有較大的時(shí)間帶寬積、便于匹配濾波檢測(cè)，容易產(chǎn)生等特點(diǎn)在雷達(dá)系統(tǒng)中被廣泛采用，隨著現(xiàn)代模擬信號(hào)處理技術(shù)聲表面波器件（SAW）的發(fā)展
6、，可以由低成本、低功耗、低復(fù)雜度的聲表面波濾波器利用脈沖壓縮技術(shù)產(chǎn)生和檢測(cè)線性調(diào)頻信號(hào)。Chirp信號(hào)的頻譜滿足FCC（美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)）對(duì)超寬帶（UWB）輻射掩蔽的限制，具有較高的頻譜利用率，我們可以適當(dāng)?shù)奶岣咂鋷拋?lái)提高傳輸距離和傳輸速率。本文將線性調(diào)頻脈沖壓縮技術(shù)用于超寬帶無(wú)線通信，設(shè)計(jì)了線性調(diào)頻調(diào)制的超寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)，并對(duì)該系統(tǒng)的線性調(diào)頻信號(hào)頻譜和傳輸特性進(jìn)行了仿真，該系統(tǒng)可以作為超寬帶遠(yuǎn)距離通信的模型。2．線性調(diào)頻信號(hào)特性分析線性調(diào)頻矩形脈沖信號(hào)可表示為（1）式中矩形調(diào)制函數(shù)為（2）式中，為中心頻率，B為調(diào)頻帶寬，T為矩形調(diào)制脈沖
7、的時(shí)寬，a為矩形調(diào)制脈沖的幅度，為調(diào)頻斜率，。稱(chēng)為正向線性調(diào)頻脈沖(Up-Chirp)，其瞬時(shí)頻率不斷增大；為反向線性調(diào)頻脈沖(Down-Chirp)，其頻率不斷減小。當(dāng)Chirp信號(hào)通過(guò)匹配濾波器后，其輸出信號(hào)可以表示為（3）從式中可以看出經(jīng)過(guò)匹配濾波器輸出的波形其包絡(luò)為辛格函數(shù)，具有尖銳的時(shí)域特性，輸出壓縮脈沖的包絡(luò)幅度增加倍，即輸出信號(hào)的峰值功率增加為輸入信號(hào)的D倍。相對(duì)于發(fā)送的Chirp信號(hào)在時(shí)域上被壓縮了BT倍（稱(chēng)為壓縮增益比），相當(dāng)于符號(hào)寬度減小，多徑疊加的效應(yīng)被減弱，符號(hào)間干擾相應(yīng)的減小。匹配濾波器的設(shè)計(jì)可以由SAW器件完成，稱(chēng)為
8、聲表面波相關(guān)器，對(duì)于實(shí)際信道傳輸造成的信號(hào)幅度衰減和時(shí)間延遲參數(shù)都可以通過(guò)編程調(diào)節(jié)SAW的相關(guān)參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。線性調(diào)頻信號(hào)的頻譜為（4）根據(jù)式（4），我們
