UWB天线优化及室内UWB信号传播特性的研究
UWB室内定位技术研究
UWB室内定位技术研究随着智能化与数字化的发展，人们对于室内定位技术的需求越来越强烈。
目前，常见的室内定位技术包括红外线、Wi-Fi、蓝牙、超声波等技术。
然而，这些技术均存在不同程度的缺陷，如精度不高、易受干扰、无法满足多维度定位等问题。
为了解决这些问题，自适应室内定位技术的产生成为可行的选择，其中UWB技术是一种新兴的技术。
一、UWB技术简介UWB技术是超宽带技术的缩写，它是指利用极短的脉冲信号来传输信息的通信技术。
UWB技术在频率范围上非常宽阔，能够占据从几百兆赫兹到几吉赫兹的频段，这也就意味着在每秒钟内能够传输大量的信息，且具有极高的精度和抗干扰能力。
二、UWB技术的优势与其他技术相比，UWB技术有以下优势：1. 无需铺设基础设施，便可实现应用。
室内定位技术中，铺设基础设施是一个很耗时耗力的过程，同时也容易受到环境影响。
而使用UWB技术时，因为其本身的传输特性，无需进行复杂的基础设施铺设，将其部署在室内可直接获取定位信息。
2. 精度高、测量范围宽。
由于UWB技术传输特性的优越性，它在定位精度方面远远超过了传统的无线技术。
同时，UWB技术的测量范围也很宽，它能够穿透墙壁和其他障碍物进行定位。
这对于一些需要多维度定位的场景来说，是非常有优势的。
3. 抗干扰能力强。
与其他技术相比，UWB技术具有更高的信噪比，在强干扰环境下仍能稳定地传输信息，并且其本身的频率波动在通信范围内时很小，因此不易受到干扰而产生误差。
三、UWB技术在室内定位中的应用在室内定位方面，UWB技术已经有了广泛的应用，具体包括以下系统：1. 精准室内定位系统基于UWB技术开发的精准室内定位系统，能够在建筑物内的不同位置准确地识别用户，并提供实时定位、导航和信息提示等功能。
该技术可以应用于医院、商场、机场等场景，为人们提供更加优质的服务和体验。
2. 室内导航系统室内导航系统是一种能够提供具体建筑物内特定区域的室内导航的系统。
它利用UWB技术来确定用户的位置和方向，为用户提供实时的导航和指引，让用户更加容易地找到自己需要的位置和服务。
UWB室内传播信道模型的仿真研究的开题报告
UWB室内传播信道模型的仿真研究的开题报告一、选题背景超宽带（Ultra-Wide Band, UWB）技术由于其高速率、低功耗和抗干扰等优点，在室内定位、物联网和智能交通等领域得到了广泛应用。
UWB信号的室内传播特性与环境、物体的材料、布局、尺寸等因素有关，因此需要建立适用的UWB信道模型来仿真和研究UWB的传输性能。
二、研究内容本课题将结合UWB技术与信道建模的理论知识，研究UWB信号在室内的传播特性和建立UWB室内传播信道模型，并对其进行仿真研究，具体研究内容如下：（1）了解UWB技术的基本原理，掌握UWB信号的频谱特性和传输原理。
（2）了解UWB信道建模的理论知识，了解常用的UWB信道建模算法。
（3）研究室内传播信道的影响因素，包括环境、物体的材料、布局、尺寸等因素。
（4）根据实际场景，建立UWB室内传播信道模型，并对模型进行验证。
（5）基于建立的UWB室内传播信道模型，进行UWB信号的仿真研究，分析UWB信号在室内传输中的性能表现。
三、研究意义本研究可以为UWB技术的应用提供可靠的仿真研究方法和理论支撑，进一步提高UWB系统的系统性能和稳定性，为实现UWB在物联网、室内定位等应用领域的普及和推广提供理论依据。
四、研究方法本研究的方法主要包括理论研究、仿真实验和实验验证。
首先通过文献调研和理论探讨，建立UWB室内传播信道模型，并对模型进行验证。
然后基于建立的UWB信道模型，进行UWB信号的仿真研究，通过对仿真结果的分析和比较，评估建立的模型的准确性。
最后，进行实验验证，比较模型的仿真结果与实际测试结果的符合度。
五、预期成果（1）完成UWB室内传播信道模型的建立和验证；（2）完成UWB信号的仿真研究，分析比较不同模型和算法的性能表现；（3）撰写论文，发表学术论文1~2篇。
六、进度安排第一阶段（2021.10 - 2021.12）：理论研究和文献调研；第二阶段（2022.01 - 2022.03）：UWB室内传播信道模型的建立和验证；第三阶段（2022.04 - 2022.06）：UWB信号的仿真研究；第四阶段（2022.07 - 2022.09）：实验验证和论文撰写。
室内超宽带定位技术研究与实现应用
室内超宽带定位技术研究与实现应用随着物联网和智能家居的发展，人们对于室内定位技术的需求越来越大。
而室内环境相较于室外环境更加复杂，传统的定位技术难以满足精确定位的需求。
室内超宽带定位技术因其高精度、低功耗、反应快速等优势逐渐受到人们的关注。
本文将探讨室内超宽带定位技术的研究与实现应用。
首先，我们来了解一下什么是室内超宽带定位技术。
室内超宽带（Ultra Wideband，简称UWB）是一种无线通信技术，其特点是具有较宽的频带。
UWB技术通过在短时间内传输一系列非常短的脉冲信号，在时域上产生高频率的信号，从而实现高精度的定位。
在研究室内超宽带定位技术时，主要需要解决的问题包括信号传播模型的建立、定位算法的设计以及实际应用的验证。
首先，关于信号传播模型的建立，我们需要考虑各种信号传播通道的特性，比如直射传播、反射传播和散射传播等。
通过建立准确的传播模型，可以提供给定位算法基础数据，以实现更加准确的定位效果。
其次，定位算法的设计也是室内超宽带定位技术研究的重要内容。
根据不同的应用场景和需求，可以采用不同的定位算法。
常用的室内超宽带定位算法包括TDOA（Time Difference of Arrival）、TOA（Time of Arrival）和AOA（Angle of Arrival）等。
这些算法基于信号的时间差、到达时间或到达角度来实现定位。
最后，室内超宽带定位技术的实现应用也是非常重要的一环。
它可以应用于室内导航、室内定位系统、智能家居、物品追踪等领域。
比如在室内导航中，通过植入超宽带定位系统，用户可以利用手机或其他终端设备进行室内导航，准确找到目标位置。
在智能家居中，室内超宽带定位技术可以实现智能灯光和智能音响的追踪，根据用户所在的位置调整灯光和音量。
此外，在物品追踪方面，室内超宽带定位技术可以应用于物品仓储、物流管理等领域，提高效率和准确性。
总的来说，室内超宽带定位技术在室内环境下具有高精度、低功耗等优势，逐渐在物联网和智能家居领域得到广泛应用。
uwb 室内定位原理
uwb 室内定位原理UWB室内定位原理UWB（Ultra-Wideband）是一种无线通信技术，其特点是带宽非常宽广，可以传输高速数据，并且能够在室内环境中实现高精度的定位。
UWB室内定位系统通过发送和接收UWB信号来确定目标物体的位置。
本文将介绍UWB室内定位的原理及其应用。
一、UWB技术的原理UWB技术是利用超短脉冲信号传输数据的一种无线通信技术。
它的工作原理是通过发送一系列非常短暂的脉冲信号来传输数据，这些脉冲信号的宽度极窄，一般在纳秒级别。
UWB信号的特点是带宽非常宽广，可以达到几个GHz，因此在信号传输方面具有很大的优势。
二、UWB室内定位系统的原理UWB室内定位系统是利用UWB技术实现的一种定位系统，通过发送和接收UWB信号来确定目标物体的位置。
UWB室内定位系统通常由多个定位节点和一个中心节点组成。
定位节点负责发送UWB 信号，中心节点负责接收并处理定位节点发送的信号。
UWB信号在室内环境中的传播特点使得它非常适合室内定位。
UWB信号可以穿透墙壁、家具等障碍物，同时具有较低的多径效应，能够准确地测量信号的传播时间和距离。
室内定位系统通过测量目标物体与各个定位节点之间的距离，利用三角定位原理计算目标物体的位置。
三、UWB室内定位的应用UWB室内定位技术在室内导航、人员跟踪、物品定位等领域具有广泛的应用前景。
1. 室内导航：在大型建筑物、购物中心、机场等场所，UWB室内定位可以帮助人们准确地找到目的地，提供导航服务，提高用户体验。
2. 人员跟踪：在医院、养老院等场所，通过在人员身上携带UWB 定位设备，可以实时跟踪人员的位置，确保人员的安全。
3. 物品定位：在仓库、物流中心等场所，UWB室内定位可以用于追踪和管理物品的位置，提高物流效率和管理水平。
4. 室内定位服务：UWB室内定位可以为移动应用提供定位服务，例如室内地图、位置推荐、周边服务等，为用户提供更好的使用体验。
UWB室内定位技术通过发送和接收UWB信号来确定目标物体的位置，具有高精度和宽广的应用前景。
关于超宽带(UWB)无线通信技术的分析研究
关于超宽带（UWB）无线通信技术的分析研究
随着科技的不断发展，无线通信技术也在逐步提升。
超宽带（UWB）无线通信技术作为一种新兴的无线通信技术，已逐
渐被工业界和学术界广泛认可。
本文将对超宽带无线通信技术进行分析研究。
首先，超宽带技术是指利用极短的脉冲信号进行通信的一种无线通信技术。
它具备宽带、低功耗、高速、高精度、低干扰等优点，可以在短距离范围内实现高速数据传输和定位服务。
与传统的无线通信技术相比，超宽带技术具有更高的频带利用率和系统容量，可以实现更安全和高效的通信服务。
其次，超宽带技术已经被广泛应用于各种领域。
在物联网领域，超宽带技术可以应用于智能家居、智能医疗、智能交通等多个领域，可以为人类生活带来更加便利和舒适的体验。
在电子商务领域，超宽带技术可以实现高速数据传输和快速支付，可以为现代商业带来极大的便利和效益。
此外，在智能制造、智慧城市等领域也可以应用超宽带技术。
再次，超宽带技术还存在一些挑战和问题。
例如，超宽带技术的系统复杂，需要高精度的硬件和软件支持。
此外，超宽带技术的应用范围和可靠性还需要进一步完善。
综上所述，超宽带无线通信技术已经成为当前无线通信领域的热门技术之一。
尽管它还存在一些挑战和问题，但它有着广阔的应用前景和市场前景。
随着科技的不断提升和完善，相信超宽带无线通信技术将在未来得到更广泛的应用和推广。
uwb室内定位原理
uwb室内定位原理UWB（Ultra-Wideband）室内定位原理概述：UWB（Ultra-Wideband）室内定位技术是一种基于无线通信的定位技术，其原理是利用宽带信号在室内环境中的多径传播特性，通过测量信号的到达时间、信号强度等参数，实现对移动目标的准确定位。
本文将详细介绍UWB室内定位的原理及其应用。
一、UWB室内定位原理1. 多径传播特性UWB室内定位的核心是利用宽带信号在室内环境中的多径传播特性。
多径传播是指信号在传播过程中，经过不同路径到达接收器，形成多个接收信号。
这些接收信号之间存在不同的路径长度、相位差和功率差，通过对这些参数的测量和分析，可以实现对移动目标的定位。
2. 时间测量UWB室内定位中最常用的测量参数是到达时间。
发送器发送一个宽带脉冲信号，接收器接收到信号后，通过测量信号到达接收器的时间差，可以计算出信号的传播距离。
利用多个接收器同时测量到达时间，可以得到多个距离值，从而实现对目标位置的定位。
3. 信号强度测量除了时间测量，信号强度也是UWB室内定位中常用的参数之一。
信号在传播过程中会受到衰减、散射等影响，这些影响因素会导致信号强度的变化。
通过测量接收到的信号强度，可以推算出移动目标与接收器之间的距离。
结合时间测量的结果，可以得到更准确的定位信息。
4. 定位算法UWB室内定位的核心是通过测量多径传播特性中的到达时间和信号强度等参数，利用定位算法计算出移动目标的位置。
常用的定位算法包括最小二乘法、贝叶斯滤波等。
这些算法可以通过对测量数据进行处理和分析，实现对目标位置的估计和预测。
二、UWB室内定位的应用1. 室内导航UWB室内定位技术可以应用于室内导航系统。
通过在建筑物内部布置UWB定位设备，可以实现对人员和物品的准确定位和导航。
这对于大型商场、机场、医院等场所来说，可以提高工作效率和用户体验。
2. 室内安全UWB室内定位技术在安防领域也有广泛的应用。
通过在室内环境中布置UWB定位设备，可以实现对人员和物品的实时监控和定位。
UWB-MIMO天线研究
UWB-MIMO天线研究UWB-MIMO天线研究随着无线通信技术的快速发展，越来越多的无线设备进入人们的日常生活。
然而，不断增加的用户和设备导致频谱资源越来越紧缺，这对于现有的无线通信系统提出了巨大的挑战。
为了满足多用户和高速数据传输的需求，研究人员开始关注更为高效的通信技术。
超宽带多输入多输出(UWB-MIMO)天线技术应运而生，成为解决上述问题的一个创新方法。
UWB-MIMO天线技术结合了超宽带通信和多输入多输出技术，具有更大的频谱带宽和更高的数据传输速率。
它不仅可以提供高速的数据传输，还可以提高信号的覆盖范围和系统的容量。
UWB-MIMO天线的核心是多个天线元件的阵列，这些天线元件可以同时发送和接收多个信号。
相比传统的天线系统，UWB-MIMO天线能够在相同频谱资源下实现更多的信号通信，从而提高网络容量。
同时，通过利用空间多样性和信道多样性，UWB-MIMO天线可以改善信号传输的可靠性和鲁棒性。
UWB-MIMO天线的设计与优化是实现性能提升的关键。
首先，天线的排列方式对信号传输效果有着重要影响。
根据具体应用场景，可以选择线性排列、方阵排列或圆形排列等不同的天线布局方式。
其次，天线元件之间的互连也需要精心设计，以确保信号的传输质量和功率效率。
此外，天线的尺寸、形状和材料的选择也会对性能产生重要影响。
因此，设计者需要在满足实际应用需求的前提下进行综合考虑与优化。
为了验证UWB-MIMO天线系统的性能，研究人员通过仿真和实验进行了广泛的研究。
实验结果表明，与传统的天线系统相比，UWB-MIMO天线可以提供更高的信噪比、更低的误码率和更大的容量。
尤其是在多路径衰落环境下，UWB-MIMO天线展现出更好的性能。
然而，UWB-MIMO天线技术仍面临一些挑战。
首先，天线的设计和制造需要更高的技术水平和成本投入。
其次，在实际应用中，天线的性能可能会受到多径干扰、功率泄漏和相互干扰等影响。
因此，如何进一步提高天线的抗干扰性和可靠性仍然需要深入研究。
室内超宽带无线通信信号的特性与干扰研究
Ｕ ｉ ａ ｉｔｒ ｒｎｅｏ ｅＧ Ｓ（ ｌ ａ Ｐ ｓ ｉ ｉｇＳｓ ｍ）ｓ ｎ ｌｓ ｓｍａ ｄ ａｄｓｍｅＵ ｒｐ ｒｅ ＷＢ ｓ ｎ ｌｎｅ ｅｅ ｃ ｎｔ Ｐ Ｇｏ ｌ ｏｉｏ ｎ ｙｔ ｇ ｆ ｈ ｂ ｔｎ ｅ ｉ ａ ｉ ｅｔ ｔ ， ｎ ｏ ＷＢｐｏ ｅ ｉｓ ｇ ｉ ｅ ｔ ｃｎｂ ｄｕｔｄｔ ｍ ｋ ｅＧ Ｓａｐｉａ ｏ ｓ ｒｃｉ ｂ ． ａ ｅａｊｓ ａ ｅｔ Ｐ ｐ ｌ ｔ ｎ ａｔ ａ ｌ ｅ ｏ ｈ ｃｉ ｐ ｃ ｙ Ｋｅ ｏ ｄ ： ｌａｗｄ ａｄ （ ＷＢ ｏ ｕ ｉａ ｏ ；ｒｙｔ ｃ ｇｍ ｔｏ ；ｒｏ— ｅ ｎｓｕｒｄ （ Ｍ ）ｄ ｌ ； ｙｗ ｒ ｓ ｕｔ ｉｅｂｎ Ｕ ）ｃｍｍ ｎｃｔ ｎ ａ ａｉ ｅｈｄ ｏｔ ａ — ａ ｒ ｉ ｒ ｎ ｍ ｑ ｅ Ｒ Ｓ ｅａ ｙ
ｔ ｓｏ ｅＵ ｄｏ ｈ ｎ ｅ ａｅｐｅｅ ｔ ｙｕｉｇｒｙｔ ｃ ｇ ｗ ｉ ｃｕ ｅＲ ｉ ｆ ｈ ＷＢｉ ｏｒｃａ ｎ ｌ ｒ ｒｓｎｅ ｂ ｓ ａｉ ， ｈｃ ｉ ｌｄ ＭＳ （ ｏ ｔ ａ —ｑ ａｅ ） ｅ ｔ ｎ ｄ ｎ ａ ｒ ｎ ｈｎ Ｒ ｏ— ｎＳ ｕｒｄ ， Ｍｅ
反弹射线跟踪算法分析 Ｕ ＷＢ信号在室内环境 中时域和频域 的特性 ，主要包括 均方 根延 迟 ，信号能量分布和信
道响应等。研 究 了室 内环境 中 Ｕ ＷＢ信 号对 Ｇ Ｓ （ ｌｂｌ ｏｉｏ ｉｇＳｓ ｍ）信号 的 干扰现 象 ，提 出通过 调整 Ｐ Ｇｏ ａ Ｐ ｓｉ ｎ ｙｔ ｔｎ ｅ
维普资讯
第２ ６卷 第 １期 ２０ ０ ８年 １ 月
吉 林 大 学 学 报 （ 息 科 学 版） 信
Ｊｕｎｌ ｆ ｉｎＵ ｉ ｒ ｔ Ｉ ｏｍａｏ ｃｅｃ ｄｔ ｎ ｏｒａ ｏ ｌ ｎ ｅｓｙ（ｎ ｒ ｔ ｎＳｉｎｅＥ ｉｏ ） Ｊｉ ｖ ｉ ｆ ｉ ｉ
基于UWB的室内导航系统研究
基于UWB的室内导航系统研究随着数字化时代的到来，人们对于室内导航系统的需求日益增长。
特别是在大型商场、机场、医院等场所，人们往往会迷失方向，无法快速找到目的地。
室内导航系统的研究和应用成为了当前热门的话题之一。
在众多的室内定位技术中，UWB（Ultra-wideband）技术因其高精度和低功耗等优势，成为了研究的热点之一。
本文将从UWB技术的特点、室内导航系统的原理和应用以及当前研究现状等方面进行深入分析和讨论。
一、UWB技术的特点UWB技术是一种利用超宽带脉冲信号进行通信和定位的技术。
其主要特点包括带宽大、抗干扰能力强、穿墙能力强等。
相比于其他室内定位技术如Wi-Fi、蓝牙等，UWB技术具有以下优势：1. 高精度：UWB技术可以实现厘米级别的定位精度，远远高于其他室内定位技术。
2. 低功耗：UWB技术在实现高精度定位的能够保持低功耗，延长设备的使用时间。
3. 抗干扰能力强：UWB技术在复杂的室内环境中，能够有效克服多路径传输和信号干扰的问题。
基于以上特点，UWB技术被广泛应用于室内定位、室内导航以及无人驾驶等领域。
二、室内导航系统的原理和应用室内导航系统是利用各种室内定位技术，将用户从起点引导至终点的系统。
其基本原理是通过对用户位置的实时监测和分析，结合地图信息和路径规划算法，为用户提供准确、快速的导航服务。
室内导航系统的应用包括但不限于：1. 商场导购：在大型商场中，用户往往会因为店铺众多而感到迷失，室内导航系统可以帮助用户快速找到目标店铺。
2. 医院导诊：在医院中，患者和家属常常需要寻找特定的诊室或医生办公室，室内导航系统可以帮助他们快速找到目的地。
3. 机场导航：机场是一个庞大且拥挤的场所，乘客需要准时找到登机口或者行李提取处，室内导航系统可以帮助他们有效规避拥挤，准时到达目的地。
室内导航系统在诸多场景中都具有广泛的应用前景，可以为用户提供更加便利和舒适的服务体验。
目前，基于UWB的室内导航系统的研究已经取得了许多进展。
uwb研究报告
uwb研究报告
UWB（Ultra-Wideband）是一种无线通信技术，其特点是在一
个较大的频带宽度内传输信号。
UWB技术可以在不同的频率
范围内传输大量的数据，并具有较高的带宽和短距离传输的优势。
在UWB研究报告中，通常会包括以下内容：
1. UWB的基本原理和技术特点：介绍UWB技术的基本原理，包括通过调制脉冲信号来传输数据，并且可以利用多径传播来提高传输距离和抗干扰能力等。
2. UWB的应用领域：介绍UWB技术的主要应用领域，包括
无线通信、定位和雷达等。
具体列举UWB技术在各个领域的
应用案例，并评估其市场前景和发展潜力。
3. UWB技术的性能评估：对UWB技术的性能进行评估，包
括传输速率、传输距离、抗干扰能力等方面。
通过实验或模拟，分析UWB技术在不同场景下的性能表现。
4. UWB技术的优势和挑战：总结UWB技术相较于其他无线
通信技术的优势，比如高带宽、低功耗和隐蔽性等。
同时，也要对UWB技术面临的挑战进行分析，如频谱利用和标准化等
问题。
5. UWB技术的发展趋势：展望UWB技术的未来发展趋势，
包括技术改进、应用扩大和市场前景等方面。
预测UWB技术
在未来几年内的发展方向和重点领域。
综上所述，一份UWB研究报告应该包括对UWB技术的基本原理和特点的介绍，对其应用领域和性能进行评估，分析UWB技术的优势和挑战，并展望其未来发展趋势。
uwb天线原理
uwb天线原理
UWB天线原理
UWB（Ultra-Wideband）技术是一种无线通信技术，其天线是实现这一技术的重要组成部分。
UWB天线原理涉及到无线通信领域中的电磁波传输和接收，是保证通信质量和速度的关键因素之一。
UWB天线原理的核心在于其宽频带特性。
传统的窄带天线只能传输特定频率范围内的信号，而UWB天线可以传输非常宽泛的频率范围，使得数据传输更加快速和稳定。
这种宽频带特性使得UWB技术在高速数据传输和室内定位等应用中得到了广泛应用。
UWB天线的设计需要考虑到频率的连续性和带宽的宽度。
通过合理的设计，UWB天线可以实现在不同频段上的工作，并且具有较好的辐射效率和阻抗匹配特性。
此外，天线的尺寸和形状也对其性能有着重要影响，因此在设计过程中需要综合考虑这些因素。
除了频率连续性和带宽宽度外，UWB天线的辐射特性也是设计中需要重点考虑的因素之一。
天线的辐射特性决定了其在空间中的信号覆盖范围和传输距离，因此需要通过优化设计来实现更好的辐射效果。
在实际应用中，UWB天线通常会采用各种复杂的结构和材料，以实现更好的性能和稳定性。
通过精密的制造工艺和优化的设计方案，UWB天线可以实现更高的信号传输速度和更稳定的通信质量，从而
满足不同应用场景的需求。
总的来说，UWB天线原理是实现UWB技术的关键之一，其设计和优化对于提高通信速度和质量具有重要意义。
通过深入研究和不断创新，UWB天线将在未来的无线通信领域发挥越来越重要的作用，为人们的生活带来更多便利和可能性。
基于UWB的室内导航系统研究
基于UWB的室内导航系统研究随着人们生活水平的不断提高，对于室内定位和导航系统的需求也越来越迫切。
随着传统室外GPS系统在室内环境中定位精度不足的问题，基于UWB（Ultra-Wideband）的室内导航系统逐渐进入人们的视野。
本文将针对UWB技术在室内导航中的应用进行研究分析，探讨UWB技术在室内导航系统中的优势和挑战，并对未来的发展进行展望。
1. UWB技术简介UWB技术是指采用宽带调制技术进行通信的一种无线通信技术。
它的特点是信号带宽非常宽，占用频谱非常低，因此在传输数据时能够以低功率的方式进行。
UWB技术的优势在于其能够提供高精度的距离测量，同时能够穿越障碍物传输数据，因此非常适合用于室内定位和导航系统。
2. 基于UWB的室内定位原理基于UWB的室内定位系统通常由多个UWB节点（Anchors）和一个UWB标签（Tag）组成。
UWB节点通过测量标签发送信号的到达时间来确定标签的位置，从而实现对标签的实时定位。
在室内环境中，UWB技术能够提供高精度的定位，甚至可以达到厘米级别的精度。
基于UWB的室内定位系统在室内导航、物品追踪、人员定位等方面有着广泛的应用前景。
3. UWB技术在室内导航系统中的优势相比于传统的室内定位技术，基于UWB的室内导航系统具有以下优势：(1) 高精度：UWB技术能够提供高精度的定位，能够满足室内导航系统对于定位精度的要求。
(2) 高可靠性：UWB技术能够穿透障碍物进行定位，因此在复杂的室内环境中也能够保持高可靠性。
(3) 低功耗：UWB技术在传输数据时能够以低功率进行，因此能够减少对于电池能量的消耗。
(4) 多功能性：除了定位功能之外，UWB技术还能够提供通信和数据传输的功能，因此非常适合在室内导航系统中使用。
4. 挑战与未来展望虽然基于UWB的室内导航系统具有诸多优势，但也面临一些挑战。
UWB技术在复杂多变的室内环境中定位精度可能会受到影响，同时UWB节点的部署和对齐也需要消耗一定的人力和物力。
5UWB室内信道传输特性研究1
1.2 UWB室内无线信道随着移动通信业务的发展，人们需要在诸如办公室、商务楼、超市、住宅或体育设施等场所内进行高速、大容量的语音和数据传输，室内通信质量受到越来越多的关注。
基于UWB技术的无线个人域网逐渐成为室内无线通信研究的热点。
电波传播的特性是研究任何无线通信系统首先要遇到的问题。
无线传播环境的特性不仅是所有无线通信理论研究的基础，也更直接关系到工程设计中通信设备的能力、天线高度的确定、通信距离的计算，以及为实现优质可靠的通信所必须采用的技术措施等一系列系统设计问题。
并且，室内UWB无线通信系统信道环境远比室外无线通信和基于连续波的传统窄带或宽带无线通信信道环境复杂，必须根据室内无线信道的基本特征，结合UWB脉冲信号传播的特殊性，通过分析UWB脉冲信号在室内不同环境的传播特性，建立相应的UWB室内无线信道电波传播模型。
1.2.1室内无线信道基本特征1)多普勒频移可忽略传统的移动信道存在多普勒频移，而在室内环境不存在快速移动物体或高速度的移动用户(在室内，移动台的速率范围从静止到5km/h)，因此室内的多普勒频移可忽略。
2)多径数量较多室内环境中建筑物结构、建筑材料和陈设物品结构复杂且数量众多，电磁波极易发生反射、绕射和散射，因此将产生数量庞大的回波多径信号。
3)时延扩展较小通常情况下，室内无线通信的传播距离比室外要短得多，因而传播时延和多径时延均较小。
对室外无线移动信道而言，如果只考虑本地环境，最大附加时延的典型值为几个微秒，如果考虑远处物体，例如丘陵、山脉、高大建筑物等，则最大附加时延超过100微秒。
如果不考虑远处物体的反射，则RMS时延扩展约为几个微秒。
而对于室内信道，附加时延通常小于1微秒，RMS时延扩展在几十到几百纳秒之间(通常低于10纳秒)。
1.2.2 UWB脉冲信号传播特殊性1) UWB脉冲信号传播的弱衰落性在传统基于连续波的窄带或宽带系统(信号带宽通常小于20MHz)中，由于传输中信道的随机调制特性，使接收多径信号在幅度和相位上发生随机的变化，接收端信号进行相干叠加，这种叠加可以是建设性或破坏性的，从而导致信号的幅度产生剧烈的波动，也就是所谓的多径衰落，如图1-3。
uwb天线原理
uwb天线原理UWB（Ultra-Wideband）天线原理UWB（Ultra-Wideband）是指超宽带技术，是一种具有极宽频带的无线通信技术。
UWB天线的设计原理是为了实现对信号的高效传输和接收。
本文将介绍UWB天线的工作原理以及其在通信领域的应用。
我们需要了解UWB天线的频谱特性。
UWB天线的特点是其工作频带非常宽广，通常覆盖几个GHz到几十GHz的频段。
这种宽带特性使得UWB天线能够传输和接收多个频段的信号，从而实现高速数据传输和高质量的通信。
UWB天线的工作原理主要基于电磁波的辐射和接收。
当电流通过UWB天线时，会产生电磁波的辐射。
UWB天线通常采用宽带振子（如螺旋线振子）作为辐射元件，通过合理的设计和调整，可以实现对不同频段的电磁波的辐射。
在接收方面，UWB天线通过接收电磁波的能量来实现信号的接收。
当电磁波经过UWB天线时，会激励天线上的振子并产生电流。
通过合适的调节和设计，UWB天线能够实现对不同频段信号的接收，从而实现信号的解调和数据的恢复。
UWB天线的设计需要考虑多种因素，如频率响应、辐射模式、天线增益等。
为了实现高效的信号传输和接收，UWB天线通常采用宽带和宽角度的辐射模式，以覆盖更广泛的信号范围。
此外，天线的增益也是一个重要的参数，它决定了天线的接收和传输能力。
UWB天线在通信领域有着广泛的应用。
由于其宽带特性和高速数据传输能力，UWB天线被广泛应用于高速无线通信、雷达系统、定位和导航系统等领域。
例如，UWB天线可以用于实现高速无线传输，如对于高清视频的无线传输、无线虚拟现实设备的连接等。
此外，UWB天线还可以用于实现精准的定位和导航，如室内定位系统、车辆导航系统等。
UWB天线是一种具有极宽带特性的天线，其工作原理基于电磁波的辐射和接收。
通过合理的设计和调节，UWB天线可以实现对多个频段的信号的传输和接收。
UWB天线在通信领域有着广泛的应用前景，可以实现高速数据传输和精准的定位导航。
UWB信号的室内定位技术研究
UWB信号的室内定位技术研究随着物联网技术的不断发展，各种智能家居、机器人、AR/VR、智能安防等新兴应用相继出现，而这些应用往往需要很高的定位精度和实时性，如何实现高精度、低成本、长寿命的室内定位系统成为了目前亟需攻克的技术难题。
UWB（Ultra-WideBand）信号作为室内定位的研究热点之一，相较于其他技术具有更高的精度、更大的测量范围和更好的抗干扰能力，在实际应用中有着广泛的应用前景。
本文将从信号特性、定位算法、硬件实现等方面阐述UWB信号在室内定位技术上的研究现状和前景展望。
一、信号特性UWB信号是指信号带宽大于20%中心频率的载频信号，通常是几百MHz的带宽，数GHz的中心频率，与其他无线通信技术的窄带信号相比具有以下特点：1.大带宽：宽带特性使其在室内复杂多变的传输环境下具有良好的抗多径衰减和抗信道干扰的能力，实现高精度室内定位具有优势。
2.低功耗：UWB的低功耗设计可实现室内定位标签长时间工作。
3.高精度：UWB信号的短脉冲特性使其能够实现厘米级别的精度，满足室内定位场景的需求。
二、定位算法UWB信号从发射器发出后经过多次反射、折射、绕射等散射方向抵达接收器，导致信号传输路径复杂，同时在接收端又叠加了大量多径效应的干扰，如何从这些信号中估计目标位置成为了UWB室内定位技术面临的核心问题。
目前常用的算法主要有：1. TOA（Time of Arrival）算法：该算法是通过计算发射信号和接收信号间的时间差来计算距离，依据距离三角定位原理将三个距离圆交点圈定目标位置。
TOA算法简单易实现，但是需要高精度的时钟同步和复杂的多径干扰抑制机制。
2. TDOA（Time Difference of Arrival）算法：该算法是通过计算两个不同位置接收器接收到信号的时间差来计算目标位置。
TDOA算法相较于TOA算法更容易实现，但是需要采用多个固定基站进行定位，在实际应用中需要较高的设备和布设成本。
UWB超宽带无线通信调制技术的研究的开题报告
UWB超宽带无线通信调制技术的研究的开题报告开题报告一、研究背景随着现代通信技术的快速发展，无线通信已逐渐成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
然而，传统的无线通信技术面临着频率资源短缺、信道干扰等问题，无法有效地满足越来越多的应用场景需求。
而UWB（Ultra-WideBand）超宽带无线通信技术的出现，可以有效地解决传统无线通信技术的一些瓶颈问题。
UWB超宽带无线通信技术是一种基于大带宽信号的无线通信技术，其最显著的特点是信号频带宽度极大，一般超过500MHz，甚至达到几GHz。
这种超宽带的信号在频域中具有高度的分辨能力，可以在不同干扰信号中识别出目标信号，实现高信噪比和低误码率的传输。
因此，UWB超宽带技术在高速数据传输、室内定位、雷达成像、无线传感器网络等领域具有广泛的应用前景。
二、研究目标本文旨在研究UWB超宽带无线通信技术的调制技术，探究其原理、发展历程和应用场景，重点分析以下几个方面：1. UWB超宽带无线通信的基本原理和技术特点；2. UWB超宽带无线通信调制技术的现状和发展趋势；3. 不同调制技术在UWB超宽带无线通信中的优缺点分析；4. 基于不同调制技术的UWB超宽带无线通信系统设计和仿真。
三、研究内容和方法1. UWB超宽带无线通信的基本原理和技术特点该部分将介绍UWB超宽带通信技术的基本原理和技术特点，包括信号发生器、调制器、发射天线、接收天线、射频前端、信号解调器等组成部分的工作原理和基本参数。
同时，还将对UWB超宽带通信技术的典型应用场景进行介绍和分析，如高速数据传输、室内定位、雷达成像、无线传感器网络等领域。
2. UWB超宽带无线通信调制技术的现状和发展趋势该部分将介绍UWB超宽带无线通信调制技术的现状和发展趋势，包括各种调制技术的特点和适用范围，如脉冲幅度调制（PAM）、脉冲位置调制（PPM）、正交脉冲振幅调制（OPAM）、连续波幅度调制（CW）、直接序列扩频调制（DSSS）等。
基于UWB技术的室内定位技术研究
基于UWB技术的室内定位技术研究1. 前言在现代社会中，基于室内定位技术的应用十分广泛。
例如，相对于GPS定位来说，室内定位技术在室内环境中具备更高的准确性、更快的响应速度等优势。
室内定位技术的研究和发展已经成为当前一个热门领域。
本文将着重探讨基于UWB技术的室内定位技术研究。
2. UWB技术介绍UWB（Ultra-Wide Band）是一种宽带信号传输技术，该技术主要应用于室内定位、雷达、通信等领域。
UWB技术的核心是利用超短脉冲信号进行高精度测量。
与其他传统的无线通信技术相比，UWB技术具备以下几个主要的优势：- UWB技术可以实现高精度测量：利用超短脉冲信号可以提高测量精度；- UWB技术具备高抗干扰性：UWB信号的抗干扰性非常好，能够避免受到其它无线信号的干扰；- UWB技术具有高速率传输能力：由于UWB信号的宽带特性，UWB技术可以在极短时间内传输大量的数据信息；- UWB技术可用于低功耗通信：UWB传输信号能量较低，能够在保证信息传输的同时降低设备的功耗。
3. 基于UWB技术的室内定位方案UWB技术在室内定位领域应用广泛，目前已有多种UWB基于的定位方案：3.1. TOF（Time-of-Flight）定位方案TOF定位方案的核心思想是基于信号传输的时间来计算距离，并实现位置定位。
在 TOF 方案中，首先需要对于基站发出的脉冲信号进行同步，然后记录脉冲信号到达标签的时间。
通过计算基站发出信号到标签位置的距离，从而实现标签的定位。
3.2. AOA（Angle-of-Arrival）定位方案AOA 定位方案的核心思想是通过测量到达基站信号的入射方向来确定标签的位置。
由于信号在传输过程中会发生反射、衍射等现象，使得基站接收到的信号方向会随着位置不同而发生变化。
通过多个基站同时接收信号的角度来计算标签的位置。
3.3. TDOA（Time-Difference-of-Arrival）定位方案TDOA 定位方案的核心思想是利用多个基站接收到信号的时间差来计算标签位置。
UWB天线优化及室内UWB信号传播特性的研究
Ｄｏｍａｉｎ（ＦＤＴＤ）．
ＶＩＩ
上海大学硕一Ｉ：学位论文
原创性声明
本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。 除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发 表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的 任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
签：
ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ ａｎｄ ｆｌａｔ ｇａｉｎ ｉｎ ｉｔｓ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｂａｎｄ．
Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ａｆｔｅｒ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ，
Ｇｅｎｅｔｉｃ
Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＧＡ）ｉｎ ｃｏｎｊｕｎｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ
而利用载波变化来传输信息。ＵＷＢ系统没有频谱搬移，基带通信实现方式是发
送脉冲无线电信号传送数据。 ＵＷＢ将会为无线局域网ＬＡＮ和个人局域网ＰＡＮ的接口卡和接入技术带来
低功耗、高带宽和相对简单的无线通信技术。ＵＷＢ技术解决了困扰传统无线技
术多年的有关传播方面的重大难题，具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱
上海人学硕上学位论文
据通信【８】【９】。
ＵＷＢ技术在商业多媒体设备、传感器网络、定位应用、家庭和个人网络方
面的应用前景已得到了业界的普遍认可，ＵＷＢ无线技术的发展将极大地促进智 能网络和设备的发展，形成真正普及和以用户为中心的无线世界。我国在２００１ 年发布的“十五＂８６３计划通信技术主题研究项目中，将ＵＷＢ无线通信关键技术 及其共存与兼容技术作为无线通信技术与创新技术的研究内容，鼓励国内学者加 强这方面的研发工作。 当前ＵＷＢ技术面临着许多的挑战，包括：前向纠错编码的设计、低复杂 度的信道补偿算法、快速捕获和同步方法、容量分析；高速脉冲收发电路的设 计与实现，如高精度的匹配滤波、ＵＷＢ天线、板上微控制器噪声的处理等，以 及多址方案的设计，如ＤＳ．ＣＤＭＡ码分多址或ＣＳＭＡ载波侦听多路访问等。
在室内通信环境下UWB信号设计及性能分析
在室内通信环境下UWB信号设计及性能分析
谢宁;周渊平;侯晓微;温文坤
【期刊名称】《通信学报》
【年(卷),期】2005(26)10
【摘要】采用的脉冲波形在满足联邦通信委员会(FCC)发射要求的基础上,提出了在室内通信环境下,经过脉冲位置调制(PPM)的UWB信号延迟参数的优化设计方法,相对于传统的方法,性能有明显的提升.同时结合信号的数学模型,对信号的误码性能进行了分析与比较,这对于UWB系统在实际系统中的使用有很好的指导意义.【总页数】5页(P19-23)
【作者】谢宁;周渊平;侯晓微;温文坤
【作者单位】中山大学,电子与通信工程系,广东,广州,510275;中山大学,电子与通信工程系,广东,广州,510275;中山大学,电子与通信工程系,广东,广州,510275;中山大学,电子与通信工程系,广东,广州,510275
【正文语种】中文
【中图分类】TN911.7
【相关文献】
1.网络通信环境下的 SQL数据库实时访问方式性能分析 [J], 阮丽华;赵旦峰;李超
2.UWB信道下TH-PAM与TH-PPM系统多址性能分析 [J], 张卓
3.UWB信道下TH-PAM与TH-PPM系统多址性能分析 [J], 张卓
4.DS-UWB与TH-UWB系统在多径信道下的性能分析 [J], 杨银霞;颜彪;胡倩
5.满足FCC辐射掩模的UWB信号设计算法及性能分析 [J], 周刘蕾;朱洪波
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
用时域射线跟踪法研究UWB室内信道模型的开题报告
用时域射线跟踪法研究UWB室内信道模型的开题报告一、选题背景随着移动通信技术的发展和无线局域网的广泛应用，对于室内无线通信的研究也越来越受到了人们的关注。
室内无线信道模型的研究对于设计室内无线通信系统、优化网络拓扑结构以及提升通信性能等方面都具有重要的意义。
在室内环境中，信号传播的复杂程度远高于室外环境，其路径衰减、反射、折射等效应都会对信号传输性能产生影响。
因此，建立准确的室内无线信道模型成为研究的重点之一。
在室内无线信道模型研究中，时域射线跟踪法是一种重要的研究方法。
时域射线跟踪法通过对电磁波的传播路径进行建模，并对路径中的每段距离进行采样，从而能够准确地模拟出信号在室内环境中的传播过程。
基于时域射线跟踪法，可以建立出各种不同类型的室内信道模型，从而为无线通信系统的设计和优化提供有效的参考依据。
二、选题意义本文将采用时域射线跟踪法，研究UWB室内信道模型，并分析该模型的特点和优缺点。
目前，UWB技术被广泛应用于高速数据传输、医疗、测距等方面，其应用前景广阔。
UWB信号传输带宽宽广，信号能量强，抗多径干扰能力强，因而在室内环境中也具有很大的潜力。
通过研究UWB室内信道模型，可以得到该信道的统计特性、衰减特性、时延特性等信息，从而为室内无线通信系统的设计和优化提供更为准确的参考。
此外，本文研究的方法也可以用于其他类型的室内无线信道模型的建立，具有一定的参考价值。
三、研究内容本文的研究内容主要包括以下三个方面：1. 介绍UWB技术和时域射线跟踪法的基本原理，分析时域射线跟踪法在室内无线信道建模中的应用。
2. 建立UWB室内信道模型，并运用时域射线跟踪法对其进行仿真。
在仿真过程中，将基站、接收器和墙壁等障碍物作为模型参考，并通过对模型中的各种不同路径进行采样，模拟出UWB信号在室内环境中的传播过程。
3. 分析UWB室内信道模型的特点，包括其统计特性、衰减特性、时延特性等方面。
在此基础上，进一步分析UWB信号在室内环境中的传输性能，并提出相应的优化策略。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
８０年代后期，该技术开始被称为”无载波”无线电，或脉冲无线电。
美国国防部在１９８９年首次使用了”超带宽”这一术语［７】。为了研究ＵＷＢ技
术在民用领域使用的可行性，自１９９８年起，美国联邦通信委员会（ＦＣＣ）就
ＵＷＢ无线设备对原有窄带无线通信系统的干扰及其相互共容的问题开始广泛
征求业界意见，在有美国军方和航空界等众多不同意见的情况下，ＦＣＣ仍开放 了ＵＷＢ技术在短距离无线通信领域的应用许可。２００２年２月１４日，这项无 线技术首次在民用通信上获得了ＦＣＣ的批准，正式将３．１．１０．６ＧＨｚ频带向室内
采用常规天线理论和仿真软件相结合的方法；ＵＷＢ信号在室内空间传播特性亦
有待研究。本文工作主要包括三部分内容： 首先，用基于ＦＥＭ的商业软件ＨＦＳＳ分析了一个新型的具陷波特性的圆盘 偶极子印刷ＵＷＢ（３．１．１０．６ＧＨｚ）天线，得到的仿真和测试结果表明该天线在 ５．１ＧＨｚ．５．９ＧＨｚ回波损耗都大于．１０ｄＢ，且最大值．２．１ｄＢ，而在ＵＷＢ的其他工 作频段内都小于．１０ｄＢ，并且天线在工作频段内具有较一致的全向辐射特性和增 益。
ｔｈｅ ｕｓｕａｌ ａｎｄ ｖａｌｕａｂｌｅ ｗａｙｓ
ｐｒｅｓｅｎｔ．Ｔｈｅ
ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｉｎ ｉｎｄｏｏｒ
ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
ｉｓ ａｌｓｏ ｎｅｃｅｓｓａｒｙ．Ｔｈｅ ｔｈｅｓｉｓ
ｍａｉｎｌｙ ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｆｏｌｌｏｗｉｎｇ ｔｈｒｅｅ ｐａｒｔｓ： Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｏｆ ＨＦＳＳ ｂａｓｅｄ
而利用载波变化来传输信息。ＵＷＢ系统没有频谱搬移，基带通信实现方式是发
送脉冲无线电信号传送数据。 ＵＷＢ将会为无线局域网ＬＡＮ和个人局域网ＰＡＮ的接口卡和接入技术带来
低功耗、高带宽和相对简单的无线通信技术。ＵＷＢ技术解决了困扰传统无线技
术多年的有关传播方面的重大难题，具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱
其次，分析了当前各种优化算法的优缺点，将遗传算法（ＧＡ）结合时域有限
差分法（ＦＤＴＤ）用于新型ＵＷＢ天线的优化设计，减少了商业软件设计的盲目性。 用ＦＤＴＤ计算得到ＧＡ中个体的具体信息，设置优化目标，通过优化，直接得 到具有优良性能的天线几何尺寸。我们用这种方法设计了一个Ｕ型阶梯ＵＷＢ 天线。通过改变适应度函数和优化目标，方便地设计了一个具陷波 （５．１５ＧＨｚ．５．８２５ＧＨｚ）特性的Ｕ型阶梯ＵＷＢ天线，完全满足应用要求。 最后，用基于有限积分法的ＣＳＴ软件、基于ＦＤＴＤ的ＸＦＤＴＤ软件和基于 射线跟踪法的Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＩｎＳｉｔｅ软件分析了ＵＷＢ信号在室内的传播特性，并建立 了实验装置，对各种传播模型进行测试。研究表明，室内ＵＷＢ信号传播特性
蓝涵
日期：
本论文使用授权说明
本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学 校可以公布论文的全部或部分内容。 （保密的论文在解密后应遵守此规定）
签名：遂导师签名：黼日期：则
ｌｌ
上海大学硕Ｌ学位论文
第一章绪论
超宽带（ＵＷＢ）系统是近几年来通信领域的一个研究热点。它最显著的两
上海大学 硕士学位论文 UWB天线优化及室内UWB信号传播特性的研究 姓名：盛洁 申请学位级别：硕士 专业：电磁场与微波技术 指导教师：杨雪霞 20080101
上海人学硕士学位论文
摘
要
随着超宽带（ＵＷＢ）无线通信的兴起，ＵＷＢ天线成为了最近几年天线领域的 一个研究热点。然而ＵＷＢ天线的理论还不够成熟，对ＵＷＢ天线的设计一般
ｓａｔｉｓｆｙ ｔｈｅ
ｂａｎｄ
ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ
ｅａｓｉｌｙ．Ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ａｎｔｅｎｎａｓ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ．
ｏｎ
Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ ＣＳＴ ｂａｓｅｄ
ＦＩＭ（Ｆｉｎｉｔｅ
ｏｎ
Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ
ａｌｅ
Ｍｅｔｈｏｄ），ＸＦＤＴＤ
Ｄｏｍａｉｎ（ＦＤＴＤ）．
ＶＩＩ
上海大学硕一Ｉ：学位论文
原创性声明
本人声明：所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。 除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发 表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的 任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
签名：
通信用途开放，从而引起了世界各国的广泛关注。ＦＣＣ准许ＵＷＢ技术进入民
用领域的条件是：在发送功率低于美国放射噪音规定值．４１．３ｄＢｍ／ＭＨｚ（功率为 ｌｍＷ／ＭＨｚ）的条件下，可将３．１．１０．６ＧＨｚ的频带用于对地下和隔墙之物进行扫描 的成像系统、汽车防撞雷达以及在家电终端和便携式终端间进行测距和无线数
ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｐａｔｔｅｒｎｓ ａｎｄ ｆｌａｔ ｇａｉｎ ｉｎ ｉｔｓ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｂａｎｄ．
Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ａｆｔｅｒ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ，
Ｇｅｎｅｔｉｃ
Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ（ＧＡ）ｉｎ ｃｏｎｊｕｎｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ
ｏｆ ｔｈｅｏｒｙ ｏｆ
ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ，ＵＷＢ
ａｎｔｅｎｎａ
ａｎｔｅｎｎａ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｎｏｔｉｃｅｄ
ＵＷＢ ａｎｄ
ｈａｓｎｏｔｍａｔｕ源自ｅｄ ｙｅｔ．Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓ
ａｒ ｅ
ｇｅｎｅｒａｌ
ａｎｔｅｎｎａ ａｔ
ｔｈｅｏｒｙ
ｃｏｍｍｅｒｃｉａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｓｏｆｔｗａｒｅ
ｐｒｏｐｏｓｅｄ ａｎｔｅｎｎａ ｈａｓ
ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｓｔ ｖａｌｕｅ
ｈａｓ ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ
ｍｅａｓｕｒｅｄ
ｒｅｔｕｒｎ ｌｏｓｓ
ｍｏｒｅ ｔｈａｎ－１０ｄＢ ｆｒｏｍ ５．１
ｉｎ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ
ｏｆ－２．１ ｄＢ ａｎｄ ｌｅｓｓ
ｔｈａｎ－１ ０．０ｄＢ
ｂａｎｄ．Ｔｈｅ ａｎｔｅｎｎａ
因此，ＵＷＢ系统结构的实现比较简单。
２
卜海大学硕．卜学位论文
（２）数据传输率高。理论上一个宽度为０的脉冲具有无限的带宽，因此， 要使发射脉冲信号有一定带宽，必须有足够陡峭的上升、下降沿和足够窄的宽
度。ＵＷＢ的脉冲宽度用于军事雷达系统时，最短在皮秒级水平，在民用上，
一般在纳秒级，这意味着，如果一个脉冲代表一个数位，那么ＵＷＢ有能力在 一秒内传送１０亿个数位，即１Ｇｂｐｓ的速率。 （３）功耗低：ＵＷＢ系统使用间歇的脉冲来发送数据，脉冲持续时间很短， 一般在０．２０ｎｓ＇－－－１．５ｎｓ之间，有很低的占空因数，系统耗电可以做到很低，在 高速通信时系统的耗电量仅为几百ｕ Ｗ～几十ｍＷ。
１．１
ＵＷＢ技术发展简介
ＵＷＢ技术并不是－－ｆ］新兴的无线技术，早在１９４０年就已经出现。ＵＷＢ
技术源于时域电磁学中用某类微波网络固有的冲激响应描述其瞬时特性的研究
［４．６】。早期对Ｉ『、怕技术的研究，尤其是冲激无线电领域的研究，属于美国政
府的机密计划。在６０年代，主要研究受时域脉冲响应控制的微波网络的瞬态动 作。通过Ｈａｒｍｕｔｈ、Ｒｏｓｓ和Ｒｏｂｂｉｎｓ等先行公司的研究，ＵＷＢ技术在７０年 代获得了突破性发展，其中多数集中在雷达系统应用中，如探地雷达系统。到
ｍｏｄｅｌｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｒｅｓｕｌｔｓ
ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ
ＶＩ
上海大学硕Ｉ：学位论文
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ
ＵＷＢ
ｓｉｇｎａｌ
ａｒ ｅ
ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｔｈｅ ｄｉｓｔａｎｃｅ ａｎｄ ｉｎｄｏｏｒ
ａｎｔｅｎｎａ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．
Ｕ—ｔｙｐｅ
ｓｔｅｐｐｅｄ ＵＷＢ
ａｎｔｅｎｎａ ｗｉｔｈ
ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｂａｎｄｗｉｄｔｈ ｏｆ（３．１－１ ０．６ＧＨｚ）ｉｓ
ｔｈｅ ｆｉｔｎｅｓｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ
ｄｅｓｉｇｎｅｄ
ｎｏｔｃｈｅｄ
ｂｙ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ．Ｂｙ
ｃｈａｎｇｉｎｇ ｒｅａｌｉｚｅｄ
ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｇｏａｌ，ｔｈｅ
上海人学硕上学位论文
据通信【８】【９】。
ＵＷＢ技术在商业多媒体设备、传感器网络、定位应用、家庭和个人网络方
面的应用前景已得到了业界的普遍认可，ＵＷＢ无线技术的发展将极大地促进智 能网络和设备的发展，形成真正普及和以用户为中心的无线世界。我国在２００１ 年发布的“十五＂８６３计划通信技术主题研究项目中，将ＵＷＢ无线通信关键技术 及其共存与兼容技术作为无线通信技术与创新技术的研究内容，鼓励国内学者加 强这方面的研发工作。 当前ＵＷＢ技术面临着许多的挑战，包括：前向纠错编码的设计、低复杂 度的信道补偿算法、快速捕获和同步方法、容量分析；高速脉冲收发电路的设 计与实现，如高精度的匹配滤波、ＵＷＢ天线、板上微控制器噪声的处理等，以 及多址方案的设计，如ＤＳ．ＣＤＭＡ码分多址或ＣＳＭＡ载波侦听多路访问等。
１．２
ＵＷＢ系统特点
ＵＷＢ系统区别于窄带或是宽带系统主要体现在两个方面：（１）根据ＦＣＣ的
报告，将总带宽大于５００ＭＨｚ或相对带宽（（Ｆｈ．Ｆ１）／Ｆ。）大于２５％的系统定义为 ＵＷＢ系统，相对带宽在１％之５％之间为宽带，小于１％为窄带；（２）传统系统都 是采用无线电频率载波来传送信号，载波的频率和功率在一定范围内变化，从
个特点在于：第一，完全摆脱了一般无线收发设备中必须采用载波调制的传统 手段，成为在时域中直接操作的无线技术；第二，同时具有宽带高速、低成本 和低功耗的优点，这在传统无线技术中一直是只能折衷取舍的两难问题（１．３】。 在频谱资源日益拥挤的今天，无线通信急需寻找一条新的路径，ＵＷＢ技术能够 很好的解决这一问题。目前ＵＷＢ技术成为了包括短距离通信、数据网、测距 和定位在内的许多未来应用最感兴趣的一种技术。