基于近似扁长椭球波函数的超宽带脉冲设计.pdf

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第26卷第l0期通信学报Vb1．26N0．102oo5年10月JournalonCommunicationsOctober2oo5基于近似扁长椭球波函数的超宽带脉冲设计陆音，朱洪波(南京邮电大学无线通信与电磁兼容重点实验室，江苏南京210003)摘要：频谱共存及兼容是超宽带(UWB)无线通信系统必须考虑的重要问题。为了避免超宽带系统对现有窄带无线系统的干扰，一个有效的方法是设计合适的脉冲波形。在建立超宽带脉冲设计算法的基础上，分析了扁长椭球波函数(PSWF)的近似解，提出了用近似扁长椭球波函数(APS

2、WF)进行脉冲波形设计的方法。近似扁长椭球波函数具有简单明确的数学表达式，仿真表明用其设计的脉冲功率谱符合FCC频率掩模的约束要求。当频率掩模发生变化时，可方便地调整参数以产生新的脉冲。关键词：超宽带；脉冲设计；扁长椭球波函数；软频谱中图分类号：TN929．5文献标识码：A文章编号：1000．436X(2005)10-0060-05UWBpulsedesignmethodbasedonapproximateprolatespheroidalwavefunctionsLUYin．ZHUHong-bo(KeyLabonWirelessCommunica

3、tionandEMC，NanjingUniversityofPostsandTelecommunications，Nanjing210003，China)Abstract：Coexistenceandcompatibilitywasanimportantissueneededtobeconsideredinultra—wideband(UWB)impulseradiocommunications．Toavoidinterference，oneoftheefectivemethodswastodesignappropriatepulsewavefor

4、m．UWBpulsedesignalgorithmwasestablished，theapproximatesolutiontotheprolatespheroidalwavefunctions(PSWF)wasanalyzed，apulsedesignmethodwasproposedbyusingtheapproximateprolatespheroidalwavefunctions(APSWF)．ThemathematicalexpressionofAPSWFwassimpleandexplicit．Thesimulationshowstha

5、tpulsebasedonAPSWFmeetsthepowerspectralconstraintoftheFCC’Sspectralmask．TheAPSWF—basedpulsewaveformCanbeflexiblyadjustedbythismethodwhenthespectralmaskchanges．Keywords：ultra-wideband；pulsedesign；prolatespheroidalwavefunctions；softspectrumFB=2xfu-A≥25％(1)1引言{L、超宽带(UWB，ultra．wid

6、eband)无线通信系统其中，，U和，L分别表示上限和下限截止频率。使用脉宽窄于lns的脉冲进行通信，其频谱占用极由于超宽带系统使用极宽的带宽进行通信，因宽的带宽，可用的频率范围为3．1～10．6GHz。超宽而不可避免地会与现有窄带无线系统如全球定位带系统常被认为具有大容量、高速率、抗多径能力系统(GPS)、蓝牙、无线局域网(IEEE802．11a／b)强等特点。根据FCC的准则，超宽带脉冲的小数带等产生干扰，频谱共存及兼容是必须考虑的重要问宽(FB，fractionalbandwidth)定义为【1】题。为了减少对现有窄带无线系统的干扰，UWB收

7、稿日期：2005．07．07；修回日期：2005．09．02基金项目：国家自然科学基金重点资助项目(60432040，60572024)：江苏省自然科学基金资助项目(BK2002031)；教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-04．0519)维普资讯http://www.cqvip.com第lO期陆音等：基于近似扁长椭球波函数的超宽带脉冲设计系统应严格使用划分的频段进行通信，即UWB脉J(．厂)l冲信号的频谱应遵守FCC的频率掩模约束条件。脉(f)(f)冲波形设计在其中扮演了重要角色。l’厂_]一一常用的高斯脉冲及高斯单周不能很好地满足厂u厂FC

8、C的频率掩模约束条件。近来，一种软频谱自适图1脉冲设计方法示意图应(SSA，softspectrumadaptation)