现代通信技术—论文

《超宽带（UWB）通信信道系统研究》

姓名XXXXX

学号10497211XXXXX

院系信息工程学院

专业XXXXXXXXXXX

任课老师李平安

提交时间：2012年 5 月

目录

目录 (2)

内容摘要 (3)

关键词 (3)

Abstract (4)

Key words (4)

第1章绪论 (5)

1.1 UWB通信技术简介 (5)

1.2 UWB的技术特点 (7)

1.3 UWB以及相关技术的比较 (8)

1.4 UWB研究发展前景 (9)

第2章超宽带系统基本原理简介 (11)

2.1 UWB无线电通信的基本原理 (11)

2.2 IR-UWB脉冲 (11)

第3章超宽带通信信道模型 (14)

3.1 无线信道特性 (14)

3.1.1大尺度衰落 (14)

3.1.2小尺度衰落 (14)

3.1.3多径效应 (15)

3.2 超宽带室内信道模型 (16)

3.2.1 IEEE802.15.3a标准信道模型 (16)

第4章 IR-UWB 无线通信信道仿真 (17)

4.1 IR-UWB信号仿真 (17)

4.1.1典型IR-UWB信号及其功率谱密度仿真 (17)

4.2 IEEE802.15.3a标准信道模型 (32)

4.3 PPM-TH-UWB信号通过不同信道环境的仿真分析 (41)

4.3.1 IEEE802.15.3a信道环境下的信号传输 (41)

总结与展望 (45)

参考文献 (46)

内容摘要：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

Abstract:Ultra-wideband communication technology is a new short-range wireless communication technology. It was used by very narrow pulses to transmit data with a high transfer rate, low power consumption, anti-multipath capability and many other advantages，and because of the spectrum of power spectral density is extremely small, it usually has the characteristics of spread spectrum communication.

The paper first briefly introduced the basic knowledge of ultra-wideband wireless communications, which focuses on the TH-UWB signal propagation characteristics and compared the different of ultra-wideband channel model with narrow-band radio channel, based on this analysis of path loss model and the multipath fading model PPM-TH-UWB Ultra-Wideband Signal Transmission. With using MATLAB simulated analysis the use of PPM-TH-UWB and PAM-TH-UWB signal the time-domain expression and the power spectral density (PSD). On the basis of simulated analysis of the pulse signal of UWB channel model in transmission characteristics, on the impact of signal transmission under the analysis of model parameters.

Key words:Ultra-Wideband; PPM pulse rate; Power spectral density; Communication Channel ;

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。一般脉冲持续时间为0.2ns到1ns，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，规定只要一个信号在10dB处的绝对带宽大于0.5GHz或分数带宽大于20%，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。

1.1 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