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通信工程毕业设计论文（一）

1引言

超宽带（ub,ultraideband）无线技术在无线电通信、雷达、跟踪、精确定位、成

像、武器控制等众多领域具有广阔的应用前景，因此被认为是未来几年电信热门技术

之一。1990年，美国国防部首先定义了“超宽带”概念，超宽带无线通信开始得到美

国军方和政府部门的重视。2002年4月，美国f通过了超宽带技术的商用许可，超宽

带无线通信在民用领域开始受到普遍关注。目前“超宽带”的定义只是针对信号频谱

的相对带宽（或绝对带宽）而言，没有界定的时域波形特征。因此，有多种方式产生

超宽带信号。其中，最典型的方法是利用纳秒级的窄脉冲（又称为冲激脉冲）的频谱

特性来实现[1]。

超宽带无线电是对基于正弦载波的常规无线电的一次突破。几十年来，无线通信

都是以正弦载波为信息载体，而超宽带无线通信则以纳秒级的窄脉冲作为信息载体。

其信号产生、调制解调、信号隐蔽性、系统处理增益等方面，具有独特的优势，尤其

是能够在密集的多径环境下实现高速传输。由于脉冲持续时间很短，多径分量在时域

上不易重叠，多径分辨能力高，通过先进的多径分离技术或瑞克接收机，可以充分利

用多径分量。

目前，典型的超宽带无线通信调制方式以th-pp、th-pa为主，本论文中，介绍超

宽带无线通信中的调制技术，主要讨论th-pp、th-pa的基本原理，并且对比调制技术

的优缺点，性能的好坏，并进行动态的仿真，从仿真图中较清楚的研究调制方式，从

而得出正确的结论，细致的研究超宽带无线通信中的调制技术。

关键字：超宽带调制方式pp调制pa调制fd调制

2概述

2.1总述

近几年来,超宽带短距离无线通信引起了全球通信技术领域极大的重视。超宽带通

信技术以其传输速率高、抗多径干扰能力强等优点成为短距离无线通信极具竞争力和

发展前景的技术之一。f(美国通信委员会)对超宽带系统的必威体育精装版定义是:相对带宽(在-

10db点处)(fh-fl)/f20%(fh,fl,f分别为带宽的高端频率、低端频率和中心频率)或者

总带宽b500hz。[1]它与现有的无线电系统比较,在花费更小的制造成本的条件下,能

够做到更高的数据传输速率(100～500bps)、更强的抗干扰能力(处理增益50db以上),

同时具有极好的抗多径性能和十分精确的定位能力(精度在以内)。

2.2ub基本原理

发射超宽带(ub)信号最常用和最传统的方法是发射一种时域上很短(占空比低达

0.5%)的冲激脉冲。这种传输技术称为“冲击无线电(ir)”.ub-ir又被称为基带无载

波无线电,因为它不像传统通信系统中使用正弦波把信号调制到更高的载频上,而是用

基带信号直接驱动天线输出的[6];由信息数据对脉冲进行调制,同时,为了形成所产生

信号的频谱而用伪随即序列对数据符号进行编码。因此冲击脉冲和调制技术就是超宽

带的两大关键所在。

2.2.1脉冲信号

从本质上讲,产生脉冲宽度为纳秒级的信号源是ub技术的前提条件。目前产生脉

冲信号源的方法有两类:①光电方法,基本原理是利用光导开关导通瞬间的陡峭上升沿

获得脉冲信号。由于作为激发源的激光脉冲信号可以有很陡的前沿,所以得到的脉冲宽

度可达到皮秒(10-12)量级。另外,由于光导开关是采用集成方法制成的,可以获得很好

的一致性,因此是最有发展前景的一种方法。②电子方法,利用微波双极性晶体管雪崩

特性,在雪崩导通瞬间,电流呈“雪崩”式迅速增长,从而获得具有陡峭前沿的波形,成

形后得到极短脉冲。在电路设计中,采用多个晶体管串行级联,使用并行同步触发的方

式,加快了雪崩过程,从而达到进一步降低脉冲宽度的目的[7]。

冲激脉冲通常采用单周期高斯脉冲,典型的单周期高斯脉冲的时域和频域数学模型

分别表示为:

(2-1)

(2-2)

单周期脉冲的宽度在纳秒级(0.1～1.5ns),重复周期为25～1000ns,具有很宽的频

谱,如图2-1所示。实际通信中使用的是一长串的脉冲,由于时域中信号的周期性造成

了频谱的离散化,周期性的单脉冲序列频谱中出现了强烈的能量尖峰。这些尖峰将会对

信号构成干扰,通过数据信息和伪随机码来进行编码p调制,改变脉冲与脉冲间的时间

间隔,可