基于UWB的多目标测控通信技术

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1、第29卷第4期2010年8月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTI'&CTechnologyVol-29NO．4Aug．2010基于UWB的多目标测控通信技术+王瑞军1，谢京稳1，王鹏毅2(1．北京跟踪与通信技术研究所·北京·100094；2．中国电子科技集团公司第54研究所·河北石家庄·050081)摘要：针对较高码率的多目标测控通信需求，提出了一种基于超宽带和扩频技术的解决方案，给出了其多用户的调制解调方法，分析了其在多用户情况下的误码率性能。针对超宽带阵列信号的特点，给出了基于时延一相位一幅度修正的信号处理方法。该解决

2、方案可以利用超宽带纳秒级的窄脉冲，实现lm以内的测距定位精度，其研究在航天测控领域有较大的现实意义。关键词：超宽带；多目标测控通信；宽带阵列信号中图分类号：TN82：TN92文献标识码：A文章编号：1674—5620(2010)04—0007—05AUWB-basedMulti—objectTY&CandCommunicationTechnologyWANGRui—junl，XIEJing—wenl，WANGPeng—yi2(1．BeijingInstituteofTrackingandTelecommunicationsTechnology

3、，Beijing100094；2．InstituteNo．54ofCETC，Shijiazhuang，HebeiProvince050081)Abstract：Anewtechnicalsolutionbasedonultrawidebandradioandspreadspectrumtechnologyispresentedtomeetrequirementsofhighbitratemulti～objectTT&C．DatamodulationanddemodulationmethodsareillustratedandBERtestsa

4、reverifiedthroughsimulation．InallusiontothecharacteristicsofWideBandAntennaArraysignal，asignalcorrectionmethodbasedontimedelay，phaseandamplitudeisgiven．Withtheultranarrowpulse(usuallyinnanoseconds)。rangeaccuracywithin1meterisrealized．Theresultisofhighpracticalvaluetothefiel

5、dofspaceTT＆C．Keywords：UltraWideBand(UWB)；Multi-ObjectTT&CandCommunication；WideBandArraySignalO引昌随着航天事业的发展，载人航天交会对接、卫星星座、编队组网等航天项目对多目标测控通信提出了强烈的需求。多目标测控通信能力已成为衡量航天测控系统性能的重要指标。尤其是载人航天活动的多目标测控通信需求与常规卫星相比增加了话音、图像等速率较高的信息，使测控信道需要传输的信息达到2Mbit／s以上，基于常规码分多址扩频技术的测控体制很难满足高码率多目标测控通信的要

6、求。近几年刚刚兴起的超宽带(UltraWideBand，UWB)[妇技术是一种通过对时域上很短的脉冲进行调制来进行数据传输的技术，其窄脉冲一般在纳秒量级。通过对窄脉冲进行信息和码分多址复合调制可以完成多用户支持，由于使用了窄脉冲与伪码相结合的方式，能够获得更高的扩频增益，可以较容易地实现高速率的数据传输。另外，纳秒量级的窄脉冲宽度比传统的脉冲雷达的脉冲窄得多，用于测距定位时，能够得到纳秒级的距离分辨率。基于地面单站实现多目标测控通信时，要实现大空域的同时测控通信支持，收发天线需采用阵列天线形式。传统的阵列天线是通过幅度和相位加权，以实现空间信

7、号的赋形，其在一定阵列带宽范围内能够正常工作。对于超宽带信号，其带宽内各频率信号存在固定的群时延关系，每一个部分提供的相位和需要的角度与频率不构成简单的函数关系，当波束倾斜时，其相位差别较大，不可能一致[2]。为解决宽带阵列天线的信号收发问题，可以引入时延装置，采用时间延迟消除由于波束倾斜引起的带宽限制。下面介绍基于UWB的多飞行器测控通信方*收稿日期：2010一03—22；修回日期：2010—05—25第一作者简介：王瑞军(1979--)，男．硕士研究生。工程师，主要研究方向为航天测控通信总体；E—mail：Ruijunwang．．1979

8、@126．corn8飞行器测控学报第29卷案。1总体框架FCC(美国联邦通信委员会)关于UWB技术的定义是目前产业界广泛接受的定义：分数带宽大于0．2或者绝对带宽大