下载文档原格式
一种超宽带等效采样接收机的设计与实现吴兵;夏浩淼;李武建【摘要】脉冲超宽带雷达回波信号由于带宽大而难以直接采样,通常采用等效时间采样方法来进行模数转换.传统的等效采样接收机大都是基于改变ADC采样时钟的时延来实现等效采样,采样时钟对触发信号会产生亚稳态时序,不可避免地会出现数据误对齐,必须添加辅助的在线或离线校正设计.针对这一问题,设计了一种基于FPGA内置延迟线的超宽带等效采样接收机,FPGA产生延时可调的发射触发信号去控制波形产生系统,基于高速采样保持器和ADC完成回波接收,实现了超宽带射频信号的等效采样,而无数据误对齐问题.接收机的等效采样速率为12.8 GS/s,-3 dB 采样带宽为6.4 GHz,满足脉冲超宽带雷达的应用需求.%It is hard to directly sample the ultra-wideband radar echoes due to its large bandwidth.The equivalent time sampling method is often used to carry out analog to digital conversion (ADC).Traditional equivalent sampling receivers are mostly based on changing the delay of ADC sampling clock to realize equivalent sampling.Due to the metastable state between sampling clock and trigger signal,the received da-ta is misaligned inevitably and the correction algorithm online or offline must be added.To solve this prob-lem,an ultra-wideband equivalent sampling receiver based on internal delay line of FPGA is designed.Based on the received echoes of high speed sample-and-hold and ADC,the equivalent sampling of ultra-wideband RF signal is realized without data misaligning when using the delay-tunable transmitting signal generating by FPGA to control the waveform generating system.The equivalent sampling rate is 12.8 GS/s and - 3 dBsampling bandwidth is 6.4 GHz,meeting the application requirements of UWB radar.【期刊名称】《雷达科学与技术》【年(卷),期】2017(015)004【总页数】6页(P443-448)【关键词】等效采样;数字延迟线;数字接收机;采样保持器【作者】吴兵;夏浩淼;李武建【作者单位】中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥 230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥 230088;中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥 230088【正文语种】中文【中图分类】TN9570 引言脉冲超宽带雷达有着固有的高距离分辨率及良好的穿透特性，可实现对非金属障碍物后面隐藏目标的探测和定位，在军事、反恐、安检、救灾和医疗等领域有着重大的应用前景[1-2]。
第一章思考题与习题1. 何为移动通信？移动通信有哪些特点？答：移动通信是指通信的双方至少有一方在移动中（或者停留在某一非预定的位置上）进行信息传输和交换，这包括移动体（车辆、船舶、飞机和行人）和移动体之间的通信，移动体和固定点（固定无线电台和有线用户）之间的通信。
移动通信的特点：（1）无线电波传播复杂（2）移动台受到的干扰严重（3）无线电频谱资源有限（4）对移动设备的要求高（5）系统复杂2. 单工通信与双工通信有何特点？各有何优缺点？答：单工通信的特点：收发信机轮流工作、设备简单、省电、只允许一方发送时另一方进行接收；优点：设备简单、省电。
缺点：通信的时间长、使用不方便。
双工通信的特点：收发信机可以同时工作、使用方便，电源的消耗大；优点：使用方便、收发信机可以同时工作。
缺点：发射机总是工作的，电源消耗大。
第二章 思考题与习题1 蜂窝移动通信中的典型电波传播方式有哪些？答：典型的电波传播方式有直射、反射、折射、绕射、散射等。
当电波的直射路径上无障碍物时，电波直接到达接收天线；当电波的直射路径上存在障碍物时，电波会绕过障碍物遮挡向前传播形成绕射波；当电波在平坦地面上传播时，因大地和大气是不同的介质而使入射波在界面上产生反射波；当电波入射到粗糙表面时，反射能量由于散射而散布于所有方向，形成散射波。
2 设工作频率分别为900MHz 和2200MHz ，移动台行驶速度分别为30m/s 和80m/s ，求最大多普勒频移各是多少？试比较这些结果。
解：当工作频率为900MHz ，行驶速度为30m/s 和80m/s 时的最大多普勒频移为：当工作频率为2200MHz ，行驶速度为30m/s 和80m/s 时的最大多普勒频移为：由以上的计算结果可以知道，最大多普勒频移与移动台的速度和工作频率有关，速度越大；最大多普勒频移越大，频率越大，最大多普勒频移。
3 如果某种特殊调制在/0.1s T ∆≤时能提供合适的误比特率(BER)，试确定下图（图P14）所示的无均衡器的最小符号周期(由此可得最大符号率)。
初级C⽹⽹优题库（答案）初级C⽹⽹优题库1.下列是⼿机初始化流程，正确的顺序是（ C ）1．通过搜索导频信道来发现CDMA载频，获取导频信道的PN相位2．从同步信道获取长码状态，PN偏置等信息3．监听前向寻呼信道和公共信道，可以做主叫和被叫4．在反向接⼊信道上发起注册流程，完成在HLR和VLR的登记A）1－2－3－4 B）4－1－2－3 C）1－2－4－3 D）1－4－2－32.在城市内，如果不考虑⼲扰因素，对⽆线电波传播影响最⼤的是: ( A )A) 快衰落B）慢衰落C）建筑物吸收3.在为不同扇区的导频信道配置PN偏置的时候，⼀共有个PILOT_PN可⽤（B ）A) 1024 B) 512 C) 256 D) 20484.在RAKE接收机中，不属于导频搜索器作⽤的是（ D ）A) 测量多径信号强度B）测量多径信号时延C) 搜索激活集、候选集、相邻集和剩余集的导频信道D) 读取各扇区的PN偏置5.CDMA反向链路存在的⼲扰主要是（ A ）A）来⾃其他⼿机的⼲扰B）多径⼲扰C) 来⾃其他⼩区基站的⼲扰C）来⾃本⼩区基站的⼲扰6.在城区，为了控制基站覆盖范围，防⽌越区覆盖，通常选⽤的天线是（ B ）A) 预置下倾的定向天线B) 带机械电调下倾的定向天线C) ⾼增益，机械下倾天线D）⾼增益全向天线7.同⼀BSC下的两个扇区之间能发⽣软切换的前提是（ABC）A）发⽣切换的两个扇区具有相同频段的相同频点B）两个扇区可以提供⾜够的空中和地⾯链路资源C）两个扇区已经互配为相邻⼩区D）两个扇区属于同⼀基站的相同频段，但频点不同8.IS-95A/B系统中的F-PCH信道在cdma2000 1X中细化成了（ABCD）A）F-BCCH B）F-CACH C）F-CCCH D）F-QPCH9.下⾯是⼿机从同步信道读取的信息，其中正确的是：（ABCD）A）系统时间B）长码状态C）该扇区的PN偏置D）寻呼信道速率E）该扇区⽀持的⼿机版本10.市内某区域出现较明显的越区覆盖，交叠区域存在严重导频污染，作为⽹络优化⼯程师，可以采⽤的技术⼿段有（ABC）A）降低导频信道功率占总功率的⽐例B）调整天线下倾⾓C）降低相邻各扇区的总发射功率D）提⾼⼿机的初始接⼊功率11.CDMA⽹络中硬切换可分为（ABCD）A）H andDown硬切换B) 伪导频硬切换C) 直接硬切换D) ⼿机辅助硬切换12.下列说法正确的是（D）A 长码的功能是在前向区分⽤户B Walsh码的功能是在前向区分信道，反向来区分⽤户C 短码的功能是在前反向都来区分⼩区。
RAKE 接收机可以有效降低误码率，克服多径效应，是一种有效的多径分集方式，通过仿真 可知，采用三种合并方式都能提高其性能，其中，最大比值合并方式最有效。
移动通信系统中，移动台处于城市建筑群之中或处于地形复杂的区域，信号的传播过程中， 受地面或水面反射和大气折射的影响， 会产生多个经过不同路径到达接收机的信号，通过矢量叠加后合成时变信号，这种现象称作多径效应。
对于移动通信来说，恶劣的信道特性是不可回避的问题，陆地无线移动信道中信号强度的骤然降低 （衰落）是经常发生的，衰落深度可达30 d B 。
要在这样的传播条件下保持可以接受的传输质量，就必须采用各种技术措施来抵消衰落的不利影响。
对模拟移动通信系统来说， 多径效应引起接收信号的幅度发生变化； 对于数字移动通信系统来说，多径效应引起脉冲信号的时延扩展，时延扩展将引起码间串扰（ ISI ）,严重影响数字信号的传输质量在移动通信中多径衰落以瑞利（ Rayleigh ）衰落为主，他是移动台在移动中受到不同路径来 的同一信号源的折射或反射等信号所产生，他的变化是随机的，因此只能用统计或概率 的观点来定量描述。
RAKE 接收机基本原理一般的分集技术把多径信号作为干扰来处理，而RAKE 接收机变害为利，利用多径现象来增强信号，CDMA 移动通信系统中，信道带宽远远大于信道的相关带宽，不同于传统的调制技 术需要用均衡法来消除相邻符号间的码间干扰，CDMA 扩频码在选择时就要求它有很好的自相关特性，这样，在无线信道传输中出现的时延扩展， 可以被看作只是被传信号的再次传 送，如果这些多径信号相互间的延时超过了一个码片周期，那么它们就可看作是互不相关的。
RAKE 接收机包含多个相关器，每个相关器接收多路信号中的一路，各相关接收机与被接收 信号的一个延迟形式相关，通过多个相关检测器，检测多径信号中最强的 N 个支路信号，然后对每个相关器的输出进行加权求和，以提供优于单路相关器的信号检测，然后在此基础上进行解调和判决。
收稿日期:2008-11-18; 修回日期:2009-03-13基金项目:通信抗干扰技术国家级重点实验室基金项目Chi r p 超宽带数字接收机设计与实现孙嘉 刘皓(电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室,成都610054) 摘 要 文章针对超宽带通信技术快速发展的需要,设计了一个Chir p 超宽带数字接收机。
该接收机使用数字匹配滤波器避免了模拟滤波器带来的巨大插入损耗,并可以使用较为简单的方法实现时间同步。
在硬件实现上,利用单比特量化匹配滤波器系数降低接收机的资源占用。
实验表明该接收机结构简单、资源占用少、性能较好。
关键词 Chir p 超宽带 数字接收机 匹配滤波器 单比特量化0 引 言 超宽带(UWB )无线传输技术被认为是未来无线通信最理想的技术之一,它可有效解决企业、家庭、公共场所等高速因特网接入的需求和越来越拥挤的频率资源分配的矛盾,同时又具有宽频谱、高速率、低成本、低功耗等特点[1]。
早期的超宽带信号均采用脉冲的形式,近年来,除了采用脉冲方式来实现超宽带通信外,还出现了使用连续载波的超宽带通信系统,比较典型的有:基于多频带正交频分复用(MB 2OF DM )[2]的超宽带系统和基于chir p 扩频技术[3]的超宽带系统。
2007年3月,Chir p 扩频技术成为I EEE 802.15.4a 的物理层标准之一,这是对该技术长距离、高抗干扰能力和低功耗等优势的肯定。
文章针对Chir p 超宽带系统设计了一种数字接收机,并在硬件电路上实现。
该接收机利用数字匹配滤波器实现脉冲压缩,避免了使用模拟滤波器带来高插入损耗的问题。
由于使用了匹配滤波器,所以,可以使用较为简单的同步算法实现时间同步。
另外,对于超宽带信号带宽很宽、匹配滤波器阶数很高、需要大量乘法器的问题,通过简化匹配滤波器的抽头系数,利用加法器、减法器代替乘法器,使得整个接收机结构简单,资源占用大为减少。
1 数字接收机设计 Chir p 超宽带通信系统有两种典型的调制方式:二进制正交键控调制(BOK )和直接调制(DM )[3]。
文章编号：1002—8692(2008)S1-0082--03超宽带接收机结构的优化设计实用设计姚尚绩1．郑飞2(1．广西电力职业技术学院电子与信息工程系，广西南宁530003；2．桂林电子科技大学通信与信息工程系，广西桂林541004)【摘要】基于IEEE802．15．3a室内超宽带多径信道模型，采用二进制相移键控(B P SK)制方式时，选用最大比合并(M R C)方式的R ake接收机的超宽带通信系统的性能进行了仿真，得出了最佳的合并叉指数目。
【关键词】超宽带；信道模型；R ake接收机；误码率【中图分类号】T N925．5【文献标识码】AO pt i m al D es i gn of U W B R ecei ver St r uct ur eY A O S hang-j i l。
Z H E N G Fei2(J．Schoo／of Ele c tr onic and I n f or m at i o n Engi ne eri ng，G嘲柳El e ct ri c P o w er In st i t u t e of yoc以fo，l口f Tr ai ni ng，N anni ng530003，C hi na；2．S chool of I n f or m at i o n and C om m uni c at i on Engi neer i ng。
G ui li n U m ve m i t r of Ele c tr onic T echno l ogy，G uangx i G u i l in541004，C hi n a)【A bst rac t】T he desi gn i s ba sed o n t he i ndoor m ul t i-pa t h ch an nel m od e l of I E E E802．15．3a，and ado pt s t he B PS K m od ul at i on a nd M axi m a l R a di o C om bi ni n g(M RC)．The pe r f o r m a nce of ult r a w i de band c om m uni ca t i on sys t em i n R ake r ecei ver i s si m ul a t ed，and t hus t he opt i m a l f i nger s of t he r ecei ver ar e ob t a i n e d．【K ey w or ds】U W B；channel m odel；Rake r ecei ver；b i t er r or r a te1引言超宽带(U W B)技术在无线通信领域有着巨大的市场前景，超宽带技术具有传输数据速率高，系统结构简单，功耗低，多径分辨能力强的优点，非常适用于室内等密集多径场所的高速无线接入。
ＤＴＲ—ＤＳ—ＢＰＳＫ超宽带通信系统的同步算法研究作者：康荣宗张剑刘洛琨来源：《现代电子技术》2008年第03期摘要：分析了采用差分传输参考(differential transmitted reference)—直接序列扩频—二进制移相键控(DTR—DS—BPSK)方案的超宽带(ultra—wideband,UWB)通信系统的原理及其实现方案，在此基础上，提出了一种适用于DTR—DS—BPSK UWB通信系统的同步方案，并利用Matlab对该方案在室外环境下的捕获性能进行了仿真，从而为室外环境下超宽带通信系统的相关设计提供了依据。
关键词：超宽带通信系统；差分传输参考；直接序列扩频；同步中图分类号：TN911 文献标识码：A文章编号：1004373X(2008)0305403A Synchronization Scheme for DTR—DS—BPSK UWB Communication SystemKANG Rongzong，ZHANG Jian，LIU Luokun(Institute of Information Engineering,PLA Information EngineeringUniversity,Zhengzhou,450002,China)Abstract：After an introduction to the principle and implementation of DTR—DS—BPSK UWB communication system,an synchronization scheme for DTR—DS—BPSK UWB communication system is obtained.Numerical simulations are performed with Matlab to verify the acquisition performance of this scheme under the outdoor environment,a reference for the design of UWB communication system under the outdoor environment is given.Keywords：UWB communication system;differential transmitted reference;DS;synchronization1 引言超宽带无线通信技术作为一种新兴的技术，相对于窄带通信方式而言，具有频带宽、发射功率低、传输速率高、多径分辨能力强，穿透能力强等优点。
基于Logistic序列的UWB系统Rake接收机性能分析姜春艳;顾利民【摘要】依据混沌序列码元丰富,抗干扰能力强,优良的相关特性和白噪声统计特性,采用改进型Logistic映射迭代产生的混沌序列作为扩频序列,提出了多径信道下混沌UWB通信系统.针对该系统Rake接收机的性能进行分析,重点仿真了不同信道、不同支路、不同扩频码情况下的Rake接收机性能,由分析和仿真可知,系统性能得到了改善,抗干扰能力增强.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2010(033)021【总页数】4页(P24-27)【关键词】混沌;超宽带;CDS-PAM;Rake接收机【作者】姜春艳;顾利民【作者单位】江苏广播电视大学,江苏,南京,210017;南京航空航天大学,江苏,南京,210016;南京航空航天大学,江苏,南京,210016【正文语种】中文【中图分类】TN925-340 引言超宽带无线通信技术是利用纳秒至皮秒级的非正弦波窄脉冲来传输数据，它具有传输速率高、功耗低、安全性好、抗多径能力强以及成本低廉等优点，在室内短距离高速无线通信和精确定位等领域具有广阔的应用前景[1-2]。
超宽带通信主要工作在室内环境中，信号传播时受到许多干扰物体的影响，多径的存在会严重影响接收机的性能[3-8]。
为了减小其影响，本文主要研究了混沌超宽带通信系统，用非线性映射的混沌序列来代替超宽带通信中的伪随机码，分析了多径信道模型下Rake接收机的性能，使系统性能得到提高。
混沌序列数目众多，并具有优良的相关特性和类似白噪声的统计特性[9-10]，这使得混沌超宽带通信系统具有低截获率，能更有效地抵抗窄带干扰和多径干扰。
1 混沌序列及其相关特性在混沌超宽带通信系统中，混沌序列性能的好坏直接影响着整个系统的性能。
适合于实际通信系统的混沌序列应具有下列基本特性：(1) 具有尖锐的自相关函数和接近于零的互相关函数；(2) 具有高复杂性和足够长的码周期，能抗侦破和抗干扰；(3) 易于产生、加工、复制和控制；(4) 具有较多独立地址，能实现码分多址。
