超宽带传播信道
摘要：对于UWB设计以及通信与信息理论的调查研究的必要条件是要理解UWB的传播信道。本文研究调查了关于UWB传播信道的基本内容，并提出了不同与传统传播信道的地方。
如果相对宽带太大，这个传播过程会发生频变，因此路径会丢失后者被屏蔽，同时著名的非相关散射模型将不再适用。如果绝对宽带太大，脉冲响应的形状以及衰落信号的数据会发生改变。本文也描述了测量UWB信道和提取通道参数的方法。本文对信道适用和UWB其他领域的研究的相关性也进行了说明。
I.引文
在电子通信技术上的一个新趋势可增加宽带的占线率通过雇用信号。新趋势的发生基于两方面，一方面是对信息率的不断需求，例如语音通对速率的需求是10KB/S，而新的应用程序，像视频点播需求的速率是10MB/S，甚至更多。另一方面，一些多址计划，像CDMA的传输需要更大的宽带信号，为了更好地实现他的优势，像信号变弱的坚固性等，我们需要提高多址的容量以及对信号干扰的免疫力。UWB电子设备通过占用500MHz或者更高的宽带，把他推向一个限值。因此，UWB系统能够充分利用宽带的优势。
学术研究社群和工业研究社群对UWB通信产生了浓厚的兴趣，尤其是近15年，之所以产生兴趣是因为以下因素：
理论上的突破，尤其是20世纪90年代，win 和Scholtz 发明了调试脉冲设备。
新的通信法规，特别是联邦通信委员会2002年在美国的决定，使得UWB电子设备可以在微波测距领域的无证运行。
由于数码和模拟电路上的发展使得UWB信号的生成和处理成为可能且价格合理
新应用技术的发展需要UWB信号所提供的独特特征，极高的数据传输速率，精确测距和定位，隐藏高数据速率通信
基于这些应用技术在UWB技术不断发展，产生了5000多篇关于这个主题的研究论文，同时形成了一些新的通信标准。
与其他人通信系统一样，UWB通信的极值是由系统所运行的传输信道决定的。更甚，可以说任何一个实用化的系统的性能都是由信道所决定的，其设计，测试，以及精密的链接都是基于我们对传输信道的理解。然而，以下三个问题对于UWB信道的研究者经常会被问到：
对于传输信道我们为什么不能使用现有的见解和模型呢？毕竟，在无线传输领域已有数千篇论文发表。此问题的答案的关键在于UWB传输信道的表现形式从根本上是不同于传统的信道。这些不同点在于UWB传输信道拥有很大的绝对和相对宽带。
为什么UWB传输信道不同于传统的信道呢？毕竟，信道并不依赖与系统的运行。此问题的第一个答案是：原则上，它是正确的。可是，传输的研究是一门相关性的艺术。无线电的传输是一个极其复杂的过程，并且它几乎是不可能被发现的，无论在实践上还是理论上都不能用通用的描述和模型表现出来。恰恰这个模型是集中于相应的具体系统的效果上。例如，UWB信道的脉冲响应能够被稀疏。这个效应是信道道的一个基本性能，与空间散射对象的位臵有关。然而，在窄频带他就被忽视，系统里的带通滤波器会弄脏信号。所以脉冲响应的稀疏是不与系统相应的。另一方面，在UWB里，滤波器是很宽的，因此，这个效应仍然保留了有关的信号处理。
为什么我们这么麻烦呢？只要建立一个系统去试验就OK了。这在任何情况下都比基于模型去测量，建模传输信道和模拟系统性能更加精确。（1）重新设计一个恒量场的循环是一个极其昂贵的建立通信系统的方法。尤其是对于标准化的系统，这样的方法是绝对不可能的。即使，当测试结果显示在一个给定的环境下系统不能良好的运行，这也不能马上解释为什么会发生这个问题。另外，对信道和它与系统的相互作用有详细理解才能吧见解转化为可能的解决对策。本文的一个关键之处在于指出了信道特征和系统设计之间的相互作用的关系，并且把传播工作和其他研究领域联系到了一起。对于UWB传播信道的研究已经有很多年了。20世纪初以来，对于短电磁脉冲与标准对象的理论研究已初见成效。然而，这种理论研究直到本世纪才应用到典型的无线场景模拟中。甚者，UWB传播信道的测量工作在20世纪90年代末才完成，首篇关于UWB传播信道模型的研究论文在2001年才发表。尽管在近10年，人类做了大量的研究，但是关于已建立的模型
参数化的测量基础仍然有一点模糊。
论文的剩余部分安排如下:第二部分涵盖了UWB 信道的一些传播现象。第三
部分描述了如何测量UWB 信道。第四五部分分别阐述了大范围的UWB 信道特征和小范围UWB 信道特征。关于确定性信道预测和统计性信道模型的综述。
II 基本的UWB 传播
A 多径传播
在无线电传播里一个基本的传播机制是多径传播。事实上，信号可以从TX
到RX 之间传播通过不同的路径和交互作用。为了更好地理解这个现象，要描述这个通过天线从电磁场发射出来的UWB 信号，它可以发射道不同的方向（在传统的传播里，UWB 信号是一些窄频的均匀平面波，但是也有可能是其他结构）。在空间里传播的UWB 信号可能发生反射，或者折射，当遇到物体时也可能发生散射，如图1。每一种交互流程都能改变它的方向，并且有些作用（像折射）可能把UWB 信号分裂成许多新的信号。UWB 信号会有不同的路径。例如，它在到达RX 接受天线时，与某个物体发生相互作用，就会又产生不同的路径，因此称为多径分量（MPC ）。
根据 MPC 采用的路径，它出现某些延迟 ，衰减和色散。在传统的传播研究
中，人类认为它与外部环境发生作用只改变他的方向，因此，到达接收机的信号是衰减和延迟路径传输的总和信号，信道的脉冲响应 h(t)如下式①、
(1)
n a 和n 分别是第n 条路径时刻t 的信道增益和信道时延。当TX 、 RX 、 和
相互作用的对象可以移动，(1)中的参数为时间变量，值得注意的是，它可以被解释
在两个方面：i ）一个纯粹的数学方法，在这里我们让N 趋于无穷（每一波的权力变得无限小的），从而使信道冲激响应可以代表信道任意功能; ii ）在一个物理方式，这个公式代表的只有有限数量的平面波，每一波对应的来自其他对象的反射波。在这种情况下，①仅仅是一个近似描述，而忽略漫散射，部分衍射等的
带来的影响。
方程（1）也有可能会忽视另一些对UWB信道很重要的效应。在MPCS和对象之间的所有交互作用都有频率相依性的，例如，如果钢化玻璃的反射系数从0.9到0.65之间变化，而频率也会在7.5到10.5GHZ之间变化。因此，单个的多路径分量的冲激响应是不是一个Dirac函数，而是一个失真的脉冲，它的失真取决于多路径分量方从发射器到接收器之间产生的的相互作用，因此，信道的冲激响应公式如下：
(2) 其中表示卷积
讨论到目前为止，只有讨论传播信道，但忽略了系统操作的特征，为了进一步讨论，我们必须记住每一个系统包括UWB，他都有一个有线宽带B。因为，脉冲响应(1)和（2）与系统滤波器的脉冲响应是卷积。一个简单而直观的图像把时间轴分割成长度为1/B的可分割延迟Bins。所有的脉冲汇集到一个bin时，不能被分割，因此就形成了叠加。汇集到同一个延迟bin的多径分量相互作用会导致小范围的衰减。换句话说，MPCS叠加为construction way，还是destructive way 依赖于MPCS的相对运行时间。短距离移动的TX 或RX可以把destructive 转化为construction add-up，反之亦然。如果大量同样强的信号聚集到一个bin 上，中央极限定律将变为可行的，符合振幅的概率密度函数将会变成复杂的高斯函数。这样反复运转将意味着，绝对振幅的概率密度函数将服从瑞利分布，并且接收功率的概率密度函数将变成单向指数。
图2：大约50 ns的延迟的多径分量信号的振幅累积分布函数[室外场景（加油站）]实线：累积概率分布函数。虚线线：莱斯适合。虚线：瑞利适合。
下面是我们制作的关于UWB-ABS和UWB-REL的区别的图示。假设一个系统的频宽范围是fc—B/2 到fc+B/2，B是绝对频宽，B/fc是相对频宽，fc是载波频率。UWB-ABS系统是指B＞500MHZ的系统，UWB-REL系统指的是B/fc＞20%的系统，但同时也许记住，一个系统也可能是UWB-ABS和UWB-REL的共存体。图3 是UWB-ABS和UWB-REL系统与传统的窄频宽系统关于信号脉冲响应，系统滤波器响应和复合脉冲响应这三种响应的对比图，同样也显示了脉冲效应的傅里叶转换。
因此，作为系统带宽的增加，下面情况下可以区分如图3
窄带系统：这些系统有这样的窄的带宽，所有的多径分量落入单一的解析的延迟bin。换句话说，最大过量的延迟<1/ B;请参阅图3底部
宽带系统：带宽是足够大的，一些延迟段包含多个多径分量，导致每个单独的段产生衰减。平均小规模以上的脉冲响应的幅值的平方衰落给出的功率延迟分布（PDP）。最常见的模型为PDP为一单指数衰减（参见文献[ 18 ，CH 7]）的冲激响应时，如（1）所述。
UWB- ABS：当系统绝对带宽变得非常大，新现象发生。i）多径分量落入每个的延迟段的数量减少，因此衰落统计数据不一定是瑞利分布了。图2示出一个例子，100 MHz和7.5 GHz的带宽信号的一组反射衰落统计。ii)每一个可分辨延时包含了多径分量，因此，延迟段包含多径分量的穿插空[延迟段]。由此产生的PDP被称为“稀疏”。这些现象的发生所需的带宽取决于对环境与需要不重合于500 MHz的带宽，形成了“官方的”在很宽的频带和超宽的边界带系统。UWBABS 信道的脉冲响应大约是所描述的（1）。
UWB- REL：在这些系统中脉冲失真的持续时间（支持）变得比宽带WB 要大。因此，脉冲失真变得明显，必须考虑到信道累积描述;换句话说，（2）可以使用。图3示出的上半部分中，每个单独的脉冲的脉冲响应是扭曲的，并由系统过滤器过滤没有不会改变这个显著的事实。当考虑到传递函数，我们还发现，UWB -REL系统表现出频率依赖于大尺度衰落和路径增益。这种现象可以被事实解释即频率成分显著不同的频率表现不同的环境中，一个对象的影响取决于以波长为单位的变量大小。例如，一个信号在100 MHz的范围内可以很容易围绕汽车
衍射，而信号分量在5 GHz范围内衍射被阻止。路径增益的频率依赖性的结果就是广义平稳非相关散射（ WSSUS ）模型不适用; WSSUS要求的衰落统计（包括的平均功率）是独立的绝对频率。另一个在UWB -REL系统中一个有趣的效果，多径分量的延迟改变了超过1/B，就像TX或RX移动在好几个波长范围，这是该区域从该小尺度衰落的统计资料中提取的。因此，信道统计不必固定在这个地区的另一原因是WSSUS假设的故障。
B 路径增益和大范围衰减（large-scale fading）
在无线电传播里，另外两个传播现象就是路径增益和大范围衰减。所谓的大
尺度衰落指的是,TX（RX）在大于10λ距离范围里移动时所发出的一个MPC的强度。large-scale fading变分是由于障碍物使得MPC减弱而引起的，Sarge-scale fading变分是由于不同的MPCS的相互作用而引起的。这个阴影的效应是区域内接收电平显示的随机变分。对于窄波频宽的测量显示，接收功率光电传输方程接近于对数的正态分布。最近测量数据显示，UWB信道的接收功率光电传输方程同样接近于对数的正态分布。
路径增益描述的是接收功率和发射功率的比值。本文我们讨论路径增益。因为一个Gain真好用接收功率与发射功率的一个比值来定义。因为接收功率不可能大于发射功率，所以一个增益是小于一个单位1。我们也注意到，它是共同的写入的接收功率的路径增益对数刻度上，用分贝（dB）：Gpr=10 logeGpr。然而，我们强调的是平均衰落的接收功率超过上必须做线性度（而不是在分贝）。
图4示出小尺度衰落大尺度衰落和路径增益之间的区别。
路径增益，以及发送功率和允许的最低接收功率（依赖于实际的系统设计），在很大程度上决定一个系统的覆盖范围，即， TX之间的距离和RX通信令人满意。然而，一个额外的安全边缘是很有必要的，因为即使之间的距离TX和RX 是常数。衰落的接收信号质量与位臵有很大的关系。现在，假设一个RX需要一个令人满意的接收功率，然后，在衰落环境下，
平均接收功率为Pt + mf，衰落余量是实际接收的选择功率大于Pth的一定范围（通常95％）的所有位臵。显然，由于衰减,较强的信号变化, 有必要有较大的衰落余量。在UWB系统，衰落余量通常是非常小：第一，衰落在每个解析的延迟段比在传统的系统中是不太明显的。其次，更大数量的多径分量提供了高度的多样性的概率，所有这些多路径分量的同时衰落是非常小的。
图4：接收功率的变化：路径损耗，大尺度衰落和小尺度衰落。
C.UWB通信系统（UWB communication system）
在下面的章节中，我们将广泛讨论UWB信道对UWB系统的影响。因此，我们给本节中的一个非常简短的总结UWB传输技术和相关联的收发器。我们可以区分两大类传输系统：时域（包括跳时冲动无线电和直接序列CDMA）和频域技术（包括正交频分复用（OFDM），多频带的技术，和频率跳频）。随着频率调节器的任务，此单元（以及本文的其余部分）只涉及与基于载波（也被称为通带）系统的纯基带系统所建议的，例如，在[1] - [3]中不被处理。
传输的时域技术中每个代表符号由一个或多个非常短的脉冲组成，每个脉冲占据整个分配给系统的带宽。最简单的时间域系统是一个每个脉冲代表一个数据符号。脉冲的持续时间确定系统间距时的带宽，这种脉冲之间有确定的数据速率。这种系统足以点出一些对系统设计 UWB 信道的关键因素。这类接收机传输方案基于 Rake 接收机，即每一分路匹配滤波相关器；每个相关器是负责接收脉冲每一个多径分量。在一个单一的脉冲发射器的情况下，每个相关器只是“门”，其MPC到达，脉冲持续时间后“大门关”，因此，从波相关器的输出可使用建设性加起来的相位调整方式。时域信道特性极大地影响多路径分量的可分辨的数目，那些多路径分量是什么时候到达的并不重要。一种Rake接收机需要为每一
个希望接收到的MPC提供相关器，因此在大量的多路径分量的情况下，接收器需要一个大的相关器的数目（这增加了成本和能源消耗），或忽略了一些到达的MPCs的，从而降低了总有用接收功率。
在频域技术中可用带宽B被分为若干窄的频带，符号被发送在无论是在平行或连续在不同的频带上。最流行的技术是正交频分复用，子频带被隔开且非常紧密联系在一起。OFDM系统只要该延迟是小于保护间隔，通常有一个边缘多径分量作用是补偿延迟的时间间隔。出于这个原因，时延扩展或延迟窗口（多少能量到达多少延迟）是最重要的的参数;解析MPCs数目起着代表系统性能次要的作用。
III .信道测量
A.时域测量与频域测量的特点
B.校准和天线问题
c.定向测量和参数提取
IV .大尺度特征
A.距离依赖的路径增益
B.路径增益的频率依赖性
V.小规模特性
A.衰减
B．延迟色散
C.角色散和偏振
多天线UWB系统需要分析描述和测量角度分散UWB传播信道，这是公知的。从输入多输出的文献，天线在TX和RX阵列到最高容量都与天线单元的信号相关。这个在UWB的空间相关性的测量数据中已报道报道。在一般情况下，在论文中表明相关系数在0.5以下为3和8厘米的天线之间的间距。对于更详细的视图，特别是对于信息论考虑和OFDM系统的分析，有趣的是，考虑相关行为在频域中即定义一个频率相关相关性，是有效的频带宽度Δ，围绕的频率f的相关性。一方面取决于信号的角度扩展（较大的角度扩散，较低的相关性）和另一方面上元件的间距单位在所考虑的频率f的波长（较大的间距，较低的相关性）。因此，在
UWB-REL系统的有效元件间距增大随着频率的增加。在同一时间，最近的测量表示的角扩展随着中心频率的减少。可以是解释的是，一些多用途储值卡，尤其是那些涉及衍射，弱（LOS）在较高的频率。同时也观察到的相关系数减少带宽。
测量值的角度价差，平均超过所有频率（或来自时域测量）和各种办公室和住宅环境。典型的角价差30-40的顺序。其他调查也探讨了如何的脉冲响应变化时，TX和RX使用定向天线。值得注意的是，角扩展增加的延迟。
多天线系统可以利用天线元件，不仅具有不同的空间位臵上，但也与不同的偏振。因为不同偏振衰落是约不相关的。容量增益这样的系统，可以实现与强烈地依赖于的信道的交叉极化鉴别。表示两个正交偏振的相关系数G0.1，但平均电功率合作和交叉偏振分量不同一些5分贝。给出了更详细的极化模型。极化概念，是特别复杂，UWB信道因为交叉极化的两个信道和天线可以是频率相关的。
D.时空变化
有两个可能的时间方差来源：TX或RX（或两者）和或运动的运动环境中的对象。如果只对TX / RX移动，然后随时间的变化相关的角功率分布MPCs和天线图案的。如果是多用途储值卡的方向，我们可以很容易地计算TX / RX的移动的效果。每个MPC经历之间的角度确定的相移MPC和TX / RX的移动的方向。会有更有趣的情况发生，对象是通过（准）LOS方向移动，从而遮蔽关闭最显着的功率贡献。这导致一个随时间变化的衰减;注意，衰减可以是由人体10 dB或更多虽。因为多用途储值卡提供可供选择的从TX到RX的能量的方法，所以多径传播的效果降低总接收功率。
E.特殊环境
上面所讨论的信道是用于个人区域网路（PAN）。在通信之间发生装臵，通常是在约1-30米的距离。UWB是很有前途的身体区域网络（禁令），位于用户身体上的装臵所谈论彼此。这样的安排是特别有前途医疗应用。大量的测量活动参数配件堡等，导致以下重要的见解。
1、对数正态分布是最合适的描述小尺度衰落（变化的在不同的位臵内的接收功率平稳的地区）禁止。
2、之间的强相关性的衰落相邻延迟箱存在。
3、由于运动的怀抱其中人的设备被安装，按对数正态分布或M分布是一
个合适的描述为小规模褪色。
4、多用途储值卡的传播通过地面反射墙壁上传播的多用途储值卡反射之间的传播是很重要的正面和背面的躯干上的天线，并导致延迟到一个显着增加蔓延开来。BAN渠道的进一步调查中可以找到如果使用小天线，该天线被集成在电路板，无线UWB链路可以取代目前用电缆连接，从而简化了自动化一卡的安装和集成到电脑中。脉冲响应致密，结果取决于很少在内部的电脑外壳的位臵的TX 和RX。有趣的是另一种特殊情况，UWB汽车内传播和船舶的。反射之间的传播是很重要的正面和背面的躯干上的天线。
VI射线追踪和统计信道模型
A.光线追踪
对于系统部署，在一个特定的位臵，它往往是必要知道通道的行为。这样的位点特异性无论是测量信道的描述需要在该位臵，或麦克斯韦方程（或溶液根据特定的边界）的近似的位臵的条件。射线追踪或射线发射，使用高频近似麦克斯韦方程网站专用通道，是行之有效的工具在蜂窝网络中的上下文建模。换句话说，出射光线追踪（相当于均匀平面波）从发射机和计算的相互作用这些射线与环境。通常，窄带光线追踪假定每个互动导致的衰减，以及作为一个变化的方向的射线（例如，当它被反射在墙壁上）的路径的射线也决定了它的运行，因此它有会延迟的特点（延迟，运行方向），所有的光线都决定的脉冲响应。由于传播路径的频率选择性的跟踪进程，UWB-REL渠道带来了更多的挑战射线（反射，衍射，等）。一种可能的解决方案，执行传统的射线追踪在不同的频率然后结合的结果。另一种方法计算出失真的功能，χ(t)在不同的光线（这取决于它们去的通过的相互作用过程），并增加了从不同的贡献射线。在这两种情况下的理论的和实验理解的频率选择性传播过程是必不可少的。当比较射线跟踪测量，我们发现大多数的射线跟踪结果低估了数多用途储值卡。因此，耙式接收器的基础上设计射线追踪结果往往具有较低的相关器数。
对于较小的，建议提高模拟精度对象，包括全波模拟描述散射的小物件，从而导致混合仿真程序。另一种可能的方法在于结合确定性来自射线的组件，这些组件的跟踪与瑞利分布Bclutter介绍的贡献漫散射及其他繁殖，不包括光线跟踪的路径。
B.标准化统计
进行系统设计，特别是在系统的上下文中标准化，站点独立的信道模型是必需的。
这样的模型作为一个参考，用于模拟不同的系统的建议。两种型号在广泛使用：在IEEE 802.15.3a模型和IEEE802.15.4a标准模型。802.15.3a标准模型，在2003年开发的标准化组的UWB通信系统为了比较高数据速率的标准化建议的无线PAN[152]，[153]。为此目的，由于考虑环境办公室及住宅室内情景与TX和RX之间的距离小于10米。该模型区分4个无线环境中：LOS TX和RX0-4米之间的距离与（CM1），非视距（NLOS）为0-4米的距离（CM2），非视距（NLOS）为距离4-10米（CM3），和一个多径[环境（CM4）该模型是一个SV模型，来自测量的参数。
IEEE802.15.4a标准是一组，制定了基于UWB的低数据率通信标准测距能力。对于系统的选择，它开发了一种UWB信道模型，是有效的过较大的距离比802.15.3a标准模型。该模型是用于LOS，以及非LOS情况参数化工业，办公室室内，住宅室内，室外，和场环境。某些环境（工业非LOS，办事处非LOS）使用的密集信道模型一个软件发病的功率延迟分布的，而其他人使用广义SV模型。此外，802.15.4a标准包含一个禁令模型基于和，以及作为一个模型
300-1000 MHz范围内的办公环境。
802.15.4a标准模型是比以前的3A型号更普遍的基础上更多的测量。值得注意的是两个15.3a和15.4A的信道模型适用于任意UWB系统的模拟数据。
《电子信息系统仿真》课程设计 级电子信息工程专业班级 题目FM调制解调系统设计与仿真 姓名学号 指导教师胡娟 二О一年月日
内容摘要 频率调制(FM)通常应用通信系统中。FM广泛应用于高保真音乐广播、电视伴音信号的传输、卫星通信和蜂窝电话系统等。 FM调制解调系统设计是对模拟通信系统主要原理和技术进行研究，理解FM系统调制解调的基本过程和相关知识，利用MATLAB集成环境下的M文件，编写程序来实现FM调制与解调过程，并分别绘制出基带信号，载波信号，已调信号的时域波形；再进一步分别绘制出对已调信号叠加噪声后信号，非相干解调后信号和解调基带信号的时域波形；最后绘出FM基带信号通过上述信道和调制和解调系统后的误码率与信噪比的关系，并通过与理论结果波形对比来分析该仿真调制与解调系统的正确性及噪声对信号解调的影响。在课程设计中，系统开发平台为Windows XP，使用工具软件为 7.0。在该平台运行程序完成了对FM调制和解调以及对叠加噪声后解调结果的观察。通过该课程设计，达到了实现FM信号通过噪声信道，调制和解调系统的仿真目的。了解FM调制解调系统的优点和缺点，对以后实际需要有很好的理论基础。 关键词 FM；解调；调制；M ATL AB仿真；抗噪性
一、M ATLAB软件简介 MATLAB是由美国mathworks公司发布的主要面对科学计算、可视化以及交互式程序设计的高科技计算环境。它将数值分析、矩阵计算、科学数据可视化以及非线性动态系统的建模和仿真等诸多强大功能集成在一个易于使用的视窗环境中，为科学研究、工程设计以及必须进行有效数值计算的众多科学领域提供了一种全面的解决方案，并在很大程度上摆脱了传统非交互式程序设计语言（如C、Fortran）的编辑模式，代表了当今国际科学计算软件的先进水平。其特点是： (1) 可扩展性：Matlab最重要的特点是易于扩展，它允许用户自行建立指定功能的M文件。对于一个从事特定领域的工程师来说，不仅可利用Matlab所提供的函数及基本工具箱函数，还可方便地构造出专用的函数。从而大大扩展了其应用范围。当前支持Matlab的商用Toolbox(工具箱)有数百种之多。而由个人开发的Toolbox则不可计数。 (2) 易学易用性：Matlab不需要用户有高深的数学知识和程序设计能力，不需要用户深刻了解算法及编程技巧。 (3) 高效性：Matlab语句功能十分强大，一条语句可完成十分复杂的任务。如fft语句可完成对指定数据的快速傅里叶变换，这相当于上百条C语言语句的功能。它大大加快了工程技术人员从事软件开发的效率。据MathWorks公司声称，Matlab软件中所包含的Matlab 源代码相当于70万行C代码。
毕业论文（设计）原创性声明 本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名：日期： 毕业论文（设计）授权使用说明 本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名：指导教师签名： 日期：日期：
摘要 移动通信最近几年得到了突飞猛进的发展，人们对无线信道的研究也成了当前通信行业的主题，特别是对无线信道的建模与仿真也受到了许多学者的关注,在这个领域的研究也取得了很大成果。无线信道模型分为自由空间模型、无线视距模型和经验模型，本文首先研究了无线信道模型的特点，建立了无线信道的的模型，对自由空间模型和经验模型Okumura-Hata 模型、COST-231 Hata模型以及COST231-WI模型进行了比较，并将其用Matlab软件仿真，对仿真结果进行了分析。 关键字：无线信道、Hata模型、COST231-WI模型
Abstract Mobile communication several years obtained the development recently which progresses by leaps and bounds, The people have also become the current correspondence profession subject to the wireless channel research. Specially has also received many scholars' attention to the wireless channel modeling and simulation, Has also yielded the very big result in this domain research. Wireless channel model is divided into free space model, the wireless line of sight and empirical model, this paper studied the characteristics of wireless channel model is established radio channel model, on the free space model and empirical model Okumura-Hata model, COST-231 Hata model and COST231-WI model were compared, using Matlab software to simulate, the simulation results are analyzed. Keywords: Wireless channel, Hata model, COST231-WI model
超宽带（UWB ）信号的时频特性1 孙超，周正 摘 要：由于超宽带（UWB ）信号属于非平稳信号，其时频特征更能反映信号的本质属性。为了研究UWB 信号的特征，首先介绍了目前常用的三种UWB 信号的调制方式，然后提出使用时频分析的方法对UWB 信号进行分析，使用基于布莱克曼窗的短时傅立叶变换（STFT ）对采用不同调制方式生成的UWB 信号进行分析，并且根据不同UWB 信号各自的特点，结合仿真结果从时域和频域联合特征的角度对UWB 信号进行了新的认识，并提出需要进一步进行研究的问题。 关键词：超宽带；时频分析；短时傅立叶变换 美国联邦通信委员会（FCC ）对超宽带（UWB ）无线系统的定义是分数带宽大于20％或者10dB 带宽大于500MHz [1]。 自从2002年FCC 开放3.1～10.6GHz 频带给UWB 设备使用之后，就掀起了UWB 技术用于民用高速率、低功耗通信设备的研究热潮，新的技术、新的产品不断涌现。目前UWB 的调制方式主要有PPM ，P AM ，DS －UWB ，MB －OFDM 等，由于新的调制方式的使用，如何分析不同调制方式下的UWB 信号成为人们目前面临的新问题。由于UWB 信号的生成方式与传统的窄带信号不同，是典型的非平稳信号，目前建立在使用传统的傅立叶分析方法分析信号的手段无法完全确定UWB 信号的特征，需要采用新的分析方法以达到正确认识UWB 的目的。 本文使用基于布莱克曼窗的短时傅立叶变换分析3种常见的UWB 信号，从时频域的角度对UWB 的特征进行分析。 1、UWB 信号的生成[2] 产生UWB 信号最常用和最传统的方法是在非常短的时间内发射脉冲信号，这种方式被称为冲击无线电（Impulse Radio ，IR ）。常用的调制方式包括脉冲位置调制（PPM ）和脉冲幅度调制（P AM ），并且为了控制生成信号的频谱，数据符号编码需要进行伪随机化或者伪噪声化。此外，UWB 信号的调制方式还包括引入时间抖动的跳时（TH ）调制方式直接序列扩频（DSSS ）调制方式。根据FCC 关于UWB 信号的定义，可以将7.5GHz 的带宽分成14个子信道，其中每个子信道带宽为528MHz ，采用OFDM 调制方式，称为MB －OFDM 调制方式。本文将分析TH －PPM 、DS －P AM 和MB －OFDM 信号的时频特性，根据参考文献2，TH －PPM －UWB 信号的生成表达式为： ∑+∞ ?∞=???= j j j s a jT t p t s )()(εη （1） 其中p （t ）表示发射的脉冲波形，T s 为一个码元的周期，ηj 为跳时码序列，a j 为待传输的信息，取值为0或1，ε为脉冲偏移时间。 P AM －DS －UWB 信号生成形式为 -1- 1本课题得到国家自然科学基金项目（60372097；60432040；60572158；60572020）、北京市自然科学基金项目（4052021）、教育部博士点专项基金项目（20060013008）和韩国仁荷（UWB-ITRC ）合作项目的资助。 北京邮电大学无线网络实验室，北京（100876） E-mail ：zzhou@https://www.doczj.com/doc/3b7416576.html,
第２７卷第２期 计算机仿真２０１０年２月文章编号：１００６—９３４８（２０１０）０２—０１５３一０４ 超宽带通信调制方式隐蔽性研究 许哲，王永生，张会生 （西北工业大学电子信息学院，陕西西安７１００７２） 摘要：在军事应用中超宽带调制信号的隐蔽性是设计者需要关注的重要指标之一，为解决上述问题，改善发射信号的频谱，提出一种将脉幅调制（ＰＡＭ）与脉位调制（ＰＰＭ）结合的调制方式设计超宽带通信信号，并进行系统仿真。仿真结果表明，在系统复杂度增加很小的情况下．新调制方式的信号功率谱具有更加类似于自噪声的特性，谱密度更低，从而提高信号的隐蔽性，且系统容量与ＰＡＭ系统或ＰＰＭ系统相比有一定提升。 关键词：超宽带；脉位调制；脉幅调制；频域分析 中图分类号：ＴＮ９１４．５３文献标识码：Ｂ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＴＨ—ＰＰＭＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＰｓｅｕｄｏＲａｎｄｏｍＣｏｎｔｒｏｌ ｔｏＰｕｌｓｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅｉｎｔｈｅＵＷＢＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ＸＵＺｈｅ。ＷＡＮＧＹｏｎｇｓｈｅｎｇ，ＺＨＡＮＧＨｕｉｓｈｅｎｇ （ＮｏｔｈｗｅｓｔｅｒｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｅａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔ），，Ｘｉ’ａｌｌＳｈａｎｘｉ７１００７２，Ｃｈｉｎａ） ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ＯｎｅｏｆｔｈｅｍｏｓｔｉｍｐｏｒｔａｎｔａｓｐｅｃｔｓｏｆｄｅｓｉｇｎｉｎｇｔｈｅｍｏｄｕｌａｔｉｎｇｓｉｇｎａｌｉｎｔｈｅＵＷＢｓｙｓｔｅｍｉｓｔｈｅｈｉｄｄｅｎｃｈａｒａｃｔｅｒ．Ｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｍｅｔｉｏｎｅｄａｂｏｖｅ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｕｓｅｓａｍｅｔｈｏｄｔｈａｔｃｏｍｂｉｎｅｓｔｈｅＰＡＭａｎｄＰＰＭｍｏｄｕｌａ?ｔｉｏｎｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅＵＷＢｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｉ印ａｌ，ａｎｄｓｉｍｕｌａｔｅｓｔｈｅｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅ－ｓｕｉｔｅｓ，ｉｎｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆａｄｄｉｎｇａｌｉｔｔｌｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙ，ｔｏｔｈｅｓｙｓｔｅｍｔｈｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓｉｓｎａｌｕｎｄｅｒｔｈｅｎｅｗｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｍｏｒｅｓｉｍｉｌａｒｔｏｔｈｅｗｈｉｔｅｎｏｉｓｅｔｈａｎｔｈａｔｕｎｄｅｒｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓ．ａｎｄｔｈｅＰＳＤｉｓｌｏｗｅｒ．ＳＯｔｌｌａｔｉｎ－ｃｒｅ凰ｓｅ８ｔｈｅｈｉｄｄｅｎｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆｔｈｅｓｉｇｎａｌ，ａｎｄｉｔｂｒｉｎｇｓａｌｉｔｔｌｅｂｅｎｅｆｉｔｓｔｏｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｐａｃｉｔｙｔｏｏ． ＫＥＹＷＯＲＤＳ：ＵＷＢ；ＰＰＭ；ＰＡＭ；Ｓｐｅｃｔｒｕｍｄｏｍａｉｎａｎａｌｙｓｉｓ １引言 超宽带（ＵＷＢ）通信问世以来，以其数据传输速率高、功耗小、成本低等优点，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，越来越受到研究者的重视。ＵＷＢ系统采用功率谱密度极低、脉宽为纳秒级的基带窄脉冲来传送信息，因此带宽极宽，具有隐蔽性强、处理增益高、抗多径等优点，非常适合用于短距离无线通信。 文献［１］对目前的超宽带调制方式ＴＨ—ＰＰＭ（跳时脉冲相位调制）和ＴＨ—ＰＡＭ（跳时脉冲幅度调制）的性能和误码率（ＢＥＲ）做ｒ详细分析比较。本文在此基础七，提出一种基于伪随机脉幅控制的ＴＨ—ＰＰＭ调制方式来进行脉冲信号的调制，分析了它的复杂度、系统容量及发射信号的ＰＳＤ性能，以及在室外多径信道模型下的单用户ＢＥＲ性能。理论分析 收稿１３期：２００８—１０一３０修回１３期：２００９一０４—２０及计算机仿真结果表明，在系统复杂度增加不大的情况下，本文提出的调制方案比传统的ＴＨ～ＰＰＭ及ＴＨ—ＰＡＭ调制方式的ＰＳＤ（功率谱密度）更低，系统容量更大，在采用相关接收软判决方式解调数据时，其误码率性能与ＴＨ—ＰＰＭ解调误码率性能差别不大。 ２系统描述 假设一个单用户基带调制系统，其系统组成如图１所示。由图叮以看出，与ＴＨ—ＰＰＭ凋制相比，新调制方式在进行脉位调制前先对信息进行了一次伪随机调制，然后根据其结果进行脉幅调制，随后再进行ＴＨ—ＰＰＭ调制；在接收端，要用与发端相同的跳时码序列调制检测信号的位置，然后与接收信号做相关运算后再进行判决，随后再与脉幅控制伪随机序列进行运算解调出信息序列。相对ＴＨ—ＰＰＭ调制方式，系统在前端增加了一个伪随机脉幅调制模块，这需要使用伪随机序列发生器产生相应的伪随机码，系统复杂度有所增加，但是由于后面的ＴＨ—ＰＰＭ调制也需要使用伪随机码 一１５３— 万方数据
摘要 移动通信最近几年得到了突飞猛进的发展，人们对无线信道的研究也成了当前通信行业的主题，特别是对无线信道的建模与仿真也受到了许多学者的关注,在这个领域的研究也取得了很大成果。无线信道模型分为自由空间模型、无线视距模型和经验模型，本文首先研究了无线信道模型的特点，建立了无线信道的的模型，对自由空间模型和经验模型Okumura-Hata 模型、COST-231 Hata模型以及COST231-WI模型进行了比较，并将其用Matlab软件仿真，对仿真结果进行了分析。 关键字：无线信道、Hata模型、COST231-WI模型
Abstract Mobile communication several years obtained the development recently which progresses by leaps and bounds, The people have also become the current correspondence profession subject to the wireless channel research. Specially has also received many scholars' attention to the wireless channel modeling and simulation, Has also yielded the very big result in this domain research. Wireless channel model is divided into free space model, the wireless line of sight and empirical model, this paper studied the characteristics of wireless channel model is established radio channel model, on the free space model and empirical model Okumura-Hata model, COST-231 Hata model and COST231-WI model were compared, using Matlab software to simulate, the simulation results are analyzed. Keywords: Wireless channel, Hata model, COST231-WI model
封装、检测与设备 Package ，櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶櫶 Test and Equipment DOI ：10.3969/j.issn.1003－353x.2011.09.016 September 2011 Semiconductor Technology Vol.36No.9 719 基金项目：国家自然科学基金资助项目（61077046）；吉林大学基本科研业务费资助项目（200903084）超宽带信号的光学产生方法以及应用 李沫，董玮 （吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区，长春130012）摘要：为了实现跨越不同网络的无间断服务和随时随地的高速率数据接入，提出了采用光学 方法产生超宽带信号的技术，该技术的采用避免了额外的电光或者光电转换，节省了系统资源，有益于全光网络的形成。基于国内外的诸多研究成果，首先对利用光学方法产生超宽带信号的技术方案进行了认知与分析，在此基础上，以元器件为分类标准归纳总结出三类在光领域中产生超宽带信号的方法；然后结合实例对超宽带信号进行了应用分析，证明了超宽带信号的实用性与优越性；最后指出了超宽带系统未来的发展趋势以及存在的问题。 关键词：超宽带；色散设备；光学频率鉴别器；半导体光放大器；保偏光纤中图分类号：TN929.11文献标识码：A 文章编号：1003－353X （2011）09－0719－07 Optical Generation Methods and Applications of UWB Signals Li Mo ，Dong Wei （State Key Laboratory on Integrated Optoelectronics Jilin University Test Region ，College of Electronic Science and Engineering ，Jilin University ，Changchun 130012，China ） Abstract ：In order to realize the continuous service across different network and high-speed data access of anywhere and anytime ，the technology of optical methods to generate UWB （ultra-wide band ）signals was proposed.With this technology ，the extra electro-optical or photoelectric conversion was avoid ，the system resources were saved and it was beneficial to form the all-optical network.Based on many research at home and abroad ，the technology using optical methods for UWB signal generation was analyzed.On this basis ，with components for classification standard ，the three methods that generate UWB signals in optical areas were summed up.The application of UWB signal was analyzed with examples.The practicability and advantages were proved.The future development of UWB systems and problems were pointed out. Key words ：ultra-wide band （UWB ）；dispersion equipment ；optical frequency discriminator ；semiconductor optical amplifier （SOA ）；polarization maintaining fiber （PMF ） EEACC ：6260 0引言 超宽带（UWB ）技术是近些年新兴起的一种脉冲通信技术，它具有传输速率高、多径分辨能力强、抗干扰性能强、带宽极宽、功耗低、定位精 准、保密性好等优点 ［1－3］ 。由于超宽带信号的无线传输距离短，常局限于几米到几十米。为了增加信 号的覆盖范围，使其能在光纤中传送，在光领域中产生超宽带信号而不需要额外的电光或光电转换是很有必要的。本文主要针对国内外的发展状况，归纳总结在光领域中产生超宽带信号的方法。 1超宽带信号的光学产生方法 UWB 是指系统的频带宽度（10dB 带宽）与 中心频率之比大于20%或者带宽大于500MHz 的通
超宽带天线的研究与设计 中文摘要 近几年来，超宽带天线的研究已经成为热潮。本文的思想也是研究小型化超宽带平板天线，让其在生活中的硬件设计产品中满足超宽带天线的技术需要。因为超宽带天线在WiMAX和WLAN的窄带系统和装载切口天线设计结构上产生的影响。实现WiMAX和WLAN频带的双凹槽在超宽带天线结构设计。在设计过程中主要是使用HFSS软件进行天线结构的仿真优化。主要利用了HFSS软件仿真和天线结构的优化设计过程。我们针对其超宽带天线的性能参数，相应的提升平面单极子天线的基础研究。传统平面单极子天线与狭槽，狭槽装载方法的横截面，提出了几种平面单极子天线从频域和时域研究，从而从单极子天线的相关性能参数出发，研究平面单极子天线在频率范围为3.1GHZ-11GHZ，使超宽带天线能够达到市场对硬件方面的应用需求。 关键词：平面单极子天线；超宽带；HFSS仿真 I
Research and design of ultra-wideband antenna Abstract In recent years, the research of ultra-wideband antenna has become a boom. Thought of this paper is to study ultra-wideband planar antenna miniaturization, let the life in the hardware design of the product satisfy the need of ultra-wideband antenna. Because of ultra-wideband antenna in WLAN and WiMAX narrowband systems and the impact loading of incision on the antenna design. Both WiMAX and WLAN band grooves in the ultra-wideband antenna structure design. In the design process is mainly using HFSS software for simulation of antenna structure optimization. Mainly using HFSS software simulation and optimization of the antenna structure design process. We according to the performance of ultra-wideband antenna parameters, the corresponding increase of planar monopole antenna of basic research. Traditional planar monopole antenna and the slot, slot loading method of cross section, and puts forward several planar monopole antenna from frequency domain and time domain research, thus starting from the related performance parameters of monopole antenna, the planar monopole antenna in the frequency range of 3.1 GHZ - 11 GHZ, the ultra-wideband antenna can meet the market demand for hardware applications. Key words: Planar monopole antenna; Ultra-Wideband; HFSS simulation 目录 I
移动通信瑞利衰落信道建模及仿真 信息与通信工程学院 09211123班 09212609 蒋砺思 摘要：首先分析了移动信道的表述方法和衰落特性，针对瑞利衰落，给出了Clarke模型，并阐述了数学模型与物理模型之间的关系，详细分析了Jakes仿真方法，并用MATLAB进行了仿真，并在该信道上实现了OFDM仿真系统，仿真曲线表明结果正确，针对瑞利衰落的局限性，提出了采用Nakagami-m分布作为衰落信道物理模型，并给出了新颖的仿真方法。 关键词：信道模型；Rayleigh衰落；Clarke模型；Jakes仿真；Nakagami-m分布及仿真 一．引言 随着科学技术的不断进步和经济水平的逐渐提高，移动通信已成了我们日常生活中不可缺少的必备品。然而，移动通信中的通话常常受到各种干扰导致话音质量的不稳定。本文应用统计学及概率论相关知识对移动通信的信道进行建模仿真和详尽的分析。 先来谈谈移动通信的发展历史和发展趋势。所谓通信就是指信息的传输、发射和接收。人类通信史上革命性的变化是从电波作为信息载体（电信）开始的，近代电信的标志是电报的诞生。为了满足人们随时随地甚至移动中通信的需求，移动通信便应运而生。所谓移动通信是指通信的一方或双方处于移动中，其传播媒介是无线电波，现代移动通信以Maxwel1理论为基础，他奠定了电磁现象的基本规律；起源于Hertz的电磁辐射，他认识到电磁波和电磁能量是可以控制发射的，而Marconi无线电通信证实了电磁波携带信息的能力。第二次世界大战结束后，开始了建立公用移动通信系统阶段。这第一代移动通信系统最大缺点是采用模拟技术，频谱利用律低，容量小。90年代初，各国又相继推出了GSM等第二代数字移动通信系统，其最大缺点是频谱利用率和容量仍然很低，不能经济的提供高速数据和多媒体业务，不能有效地支持Internet业务。90年代中期以后，许多国家相继开始研究第三代移动通信系统，目前，我国及其他国家已开始了第四代移动通信的研究。相比之前的系统，3G或4G有以下一些特点：1.系统的国际通用性：全球覆盖和漫游。2.业务多样性，提供话音、数据和多媒体业务，支持高速移动。3.频谱效率高，容量大。4.提供可变速率业务，具有QoS保障。在3G或4G的发展中，一个核心问题就是系统的高速数据传输与信道衰落之间的矛盾。从后面的分析中，我们会看到多径衰落是影响移动通信质量的重要因素，而高速数据传输和移动终端高速移动会加剧多径衰落，因此，抗衰落是3G或4G的重要技术，对移动信道的研究是抗衰落的基础，建模及仿真是研究衰落信道的基本方法之一。 再来看看移动通信系统组成及移动信道特点。移动通信组成如图（1）所示，包括信源、信道、信宿，无线信道是移动通信系统的重要
超宽带（UWB）技术 一、UWB技术简介 UWB(Ultra Wide Band)是一种短距离的无线通信方式。其传输距离通常在10m以内，使用1GHz以上带宽，通信速度可以达到几百Mbit/s以上。UWB不采用载波，而是利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，因此，其所占的频谱范围很宽，适用于高速、近距离的无线个人通信。美国联邦通讯委员会(FCC)规定，UWB的工作频段范围从3.1GHz到10.6GHz，最小工作频宽为500MHz。 超宽带传输技术和传统的窄带、宽带传输技术的区别主要有如下两方面：一个是传输带宽，另一个是是否采用载波方式。从传输带宽看，按照FCC的定义：信号带宽大于1.5G或者信号带宽与中心频率之比大于25％的为超宽带。超宽带传输技术直接使用基带传输。其传输方式是直接发送脉冲无线电信号，每秒可以发送数1O亿个脉冲。然而，这些脉冲的频域非常宽，可覆盖数Hz～数GHz。由于UWB发射的载波功率比较小，频率范围很广，所以，UWB对传统的无线电波影响相当小。UWB的技术特点显示出其具有传统窄带和宽带技术不可比拟的优势。 二、UWB技术的发展历程 现代意义上的超宽带UWB 数据传输技术，又称脉冲无线电( IR ， Impulse Radio) 技术，出现于1960年，当时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 年代获得了重要的发展，其中多数集中在雷达系统应用中，包括探地雷达系统。到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。为了研究UWB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) 对超宽带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。这充分说明此项技术所具有的广阔应用前景和巨大的市场诱惑力。 2003年12月，在美国新墨西哥州的阿尔布克尔市举行的IEEE有关UWB标准的大讨论。那时关于UWB技术有两种相互竞争的标准，一方是以Intel与德州仪器为首支持的MBOA标准，一方是以摩托罗拉为首的DS-UWB标准，双方在这场讨论中各不相让，两者的分歧体现在UWB技术的实现方式上，前者采用多频带方式，后者为单频带方式。这两个阵营均表示将单独推动各自的技术。虽然标准尘埃未定，但摩托罗拉已有了追随者，三星在国际消费电子展上展示了全球第一套可同时播放三个不同的HSDTV视频流的无线广播系统，就采用了摩托罗拉公司的Xtreme Spectrum芯片，该芯片组是摩托罗拉的第二代产品，已有样片提供，其数据传输速度最高可达114Mbps，而功耗不超过200mw。在另一阵营中，Intel 公司在其开发商论坛上展示了该公司第一个采用90nm技术工艺处理的UWB芯片；同时，该公司还首次展示多家公司联合支持的、采用UWB芯片的、应用范围超过10M的480Mbps无线USB技术。在5月中旬由IEEE802.15.3a工作组主持召开的标准大讨论会议上对这种技术进行投票选举UWB标准，MBOA获得60%的支持，DS-UWB获取40%的支持，两者都没有达到成为标准必须达到75%选票的要求。因
超宽带传播信道 摘要：对于UWB设计以及通信与信息理论的调查研究的必要条件是要理解UWB的传播信道。本文研究调查了关于UWB传播信道的基本内容，并提出了不同与传统传播信道的地方。 如果相对宽带太大，这个传播过程会发生频变，因此路径会丢失后者被屏蔽，同时著名的非相关散射模型将不再适用。如果绝对宽带太大，脉冲响应的形状以及衰落信号的数据会发生改变。本文也描述了测量UWB信道和提取通道参数的方法。本文对信道适用和UWB其他领域的研究的相关性也进行了说明。 I.引文 在电子通信技术上的一个新趋势可增加宽带的占线率通过雇用信号。新趋势的发生基于两方面，一方面是对信息率的不断需求，例如语音通对速率的需求是10KB/S，而新的应用程序，像视频点播需求的速率是10MB/S，甚至更多。另一方面，一些多址计划，像CDMA的传输需要更大的宽带信号，为了更好地实现他的优势，像信号变弱的坚固性等，我们需要提高多址的容量以及对信号干扰的免疫力。UWB电子设备通过占用500MHz或者更高的宽带，把他推向一个限值。因此，UWB系统能够充分利用宽带的优势。 学术研究社群和工业研究社群对UWB通信产生了浓厚的兴趣，尤其是近15年，之所以产生兴趣是因为以下因素： 理论上的突破，尤其是20世纪90年代，win 和Scholtz 发明了调试脉冲设备。 新的通信法规，特别是联邦通信委员会2002年在美国的决定，使得UWB电子设备可以在微波测距领域的无证运行。 由于数码和模拟电路上的发展使得UWB信号的生成和处理成为可能且价格合理 新应用技术的发展需要UWB信号所提供的独特特征，极高的数据传输速率，精确测距和定位，隐藏高数据速率通信 基于这些应用技术在UWB技术不断发展，产生了5000多篇关于这个主题的研究论文，同时形成了一些新的通信标准。
******************* 实践教学 ******************* 兰州理工大学 计算机与通信学院 2011年秋季学期 移动通信课程设计 题目：移动无线信道多径衰落的仿真专业班级： 姓名： 学号： 指导教师： 成绩：
在移动通信迅猛发展的今天，人与人的交流越来越多的依赖于无线通信。而无线信道的好坏直接制约着无线通信质量的提高，因此对无线信道的研究有利于提高通信传输速率。本次课程设计用simulink对移动无线信道多径衰落特性进行了仿真，并且和理想传输环境下的情况进行比较得出了结论。 关键词：移动通信；无线信道；频率选择性衰落；多径传播
移动通信是指双方或至少其中一方在运动状态中进行信息传递的通信方式，是实现通信理想目标的重要手段。移动通信满足了人们在任何时间任何空间上通信的需求，同时，由于集成电路、计算机和软件工程的迅速发展为移动通信的发展提供了技术支持，移动通信的发展速度远远超过了人们的预料。移动通信追求在任何时间任何地方以任何方式与任何人进行通信，也就是移动通信的理想境界——个人通信。要实现这个理想，高效率、高质量是前提。所以，除了研究发射机接收机可以达到目的外，对于无线信道的研究更为重要。无线信道的好坏直接影响无线通信的质量和效率，对无线信道建立数学模型是一种科学的研究方法，通过建模可以了解影响信号传输质量的因素以及解决的方法。无线信道中，小尺度衰落占有重要地位，所以，研究小尺度衰落的特性和建模方法对于无线信道的研究具有重大意义。
第1章移动通信概述 (1) 1.1移动通信的发展史 (1) 1.2移动通信的特点 (2) 第2章无线信道的概念和特性 (4) 2.1 无线信道的定义 (4) 2.2 无线信道的类型 (4) 2.2.1 传播路径损耗模型(Propagation Path Loss Model) (4) 2.2.2 大尺度传播模型(Large Scale Propagation Model) (5) 2.2.3 小尺度传播模型(Small Scale Propagation Model) (5) 2.3 无线移动信道的概念 (5) 2.4 移动信道的特点 (6) 2.4.1 移动通信信道的3个主要特点 (6) 2.4.2 移动通信信道的电磁波传输 (6) 2.4.3 接收信道的3类损耗 (6) 2.4.4 三种快衰落（选择性衰落）产生的原因 (7) 第3章调制解调 (8) 第4章系统仿真及结果分析 (9) 4.1 QPSK 调制解调系统的仿真 (9) 4.2 利用Matlab研究QPSK信号 (11) 总结 (15) 参考文献 (16) 附录一： (17) 附录二： (19)
超宽带信号的研究 摘要 随着美国联邦通信委员会(FCC)对超宽带技术发布的初步规定及对其所作的定义，超宽带脉冲无线电技术成了民用和军用研究的热点。与传统通信技术不同的是，UWB 是一种无载波通信技术，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，所占的频谱范围很宽，适用于高速、近距离的无线个人通信。UWB 脉冲极短，直达波与多径反射、折射波，在时间上不易重叠，因此，其时间分辨率强，适合于多径分量丰富的室内无线信道传输；本文首先介绍了超宽带通信的背景及意义，分析了国内外研究现状和超宽带技术的主要研究方向，然后通过对超宽带信号的研究，引出直接序列扩频超宽带信号，通过推导并分析了DS-UWB 信号的功率谱，指出DS-UWB 信号的功率谱是由发送脉冲信号的频谱和编码频谱共同决定，并且用计算机进行仿真，证实了伪随机码周期越长，频谱越平坦。 关键词：超宽带；直接序列扩频；功率谱密度；通信技术
Study of Ultra Wide Band Signal Abstract With the United States Federal Communications Commission (FCC) on the ultra wide band technology released the preliminary requirements and its definition, ultra wide band impulse radio technology has become a hot spot for civil and military research.Different from traditional communication technology, UWB is a non carrier communication technology, using nanosecond and picosecond non sine wave narrow pulse data transmission, occupied a wide spectral range for in high speed, short distance wireless personal communication .The UWB pulse is very short, direct wave and multipath reflection, refraction,which is not easy to overlap in time.Therefore, its time resolution is strong, and it is suitable for the indoor wireless channel transmission with rich multipath component.This paper firstly introduces the background and significance of ultra wide band communication.The current research status and the main research direction of ultra wide band technology are analyzed. Then through the research of ultra wide band signal and direct sequence spread spectrum ultra wide band signal.By deducing and analyzing the power spectrum of the DS-UWB signal, the power spectrum of the DS-UWB signal is determined by the spectrum of the transmitted pulse signal and the coding spectrum.And using the computer simulation, it is proved that the pseudo random code cycle is longer, the spectrum is flat. Keywords：Ultra wide band;Direct sequence spread spectrum;Power spectral density;Communication technology
基于MATLAB的无线多径信道建模与仿真分析 摘要:对于无线通信, 衰落是影响系统性能的重要因素, 而不同形式的衰落对于信号产生的影响也不相同。本文在阐述移动多径信道特性的基础上, 建立了不同信道模型下多径时延效应的计算机仿真模型，不仅针对不同信道衰落条件下多径衰落引起的多径效应进行仿真, 而且进一步阐述了多径效应的影响。本文运用MATLAB语言对有5条固定路径的多径信道中的QPSK系统进行BER 性能仿真。 关键词:多径衰落信道，瑞利/莱斯分布，码间干扰，QPSK，MATLAB仿真，BER 移动通信技术越来越得到广泛的应用,在所有移动通信基本理论和工程技术的研究中,移动无线信道的特性是研究各种编码、调制、系统性能和容量分析的基础。因此,如何合理并且有效地对移动无线信道进行建模和仿真是一个非常重要的问题。 本文在Matlab环境下的，通过编写程序让二进制数据经过QPSK调制，然后再让信号分别通过高斯信道、瑞利信道、莱斯信道和码间干扰信道，并在接收端进行QPSK解调后计算这三种信道条件下的误码性能，并得到了相应的分析结果。 1移动无线信道 无线信道是最为复杂的一种信道。无线传播环境是影响无线通信系统的基本因素。信号在传播的过程中,受各种环境的影响会产生反射、衍射和散射,这样就使得到达接收机的信号是许多路径信号的叠加,因而这些多径信号的叠加在没有视距传播情况下的包络服从瑞利分布。当多径信号中包含一条视距传播路径时,多径信号就服从莱斯分布[1]。在存在多径传输的信道中，由于各路径传输时间延迟不一致，以及传输特性不理想，加上信道噪声的影响，使得接受信号在时间上被展宽，从而延伸到临近码元上去，使得符号重叠，这样的信道会造成码间干扰。 2瑞利分布和莱斯分布 在实际情况中对数字通信系统来说,调制符号的周期比由多径传播引起的时延扩展要大,因此在一个符号周期内的所有频率分量都会经历相同的衰减和相移。信道对于所有频率分量来说是平坦的,因而定义这类信道为平坦衰落信道。理论分析和实测试验结果表明:平坦衰落的幅度在大多数情况下,符合瑞利分布(rayleigh distribution)或莱斯分布( rice distribution) 。由于移动通信信道的复杂性,其仿真一般是以平坦衰落信道建模为基础的,然后在此基础上,再对频率选择性信道等进行建模和仿真,下面就对瑞利分布和莱斯分布的特性进行推导和仿真。 当存在视距传播信号时,接收信号的视距成分由一个通用的时变成分描述[2]为：