毕业设计（论文）-超宽带（UWB）系统的抗多径性能分析

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1、47超宽带（UWB）系统的抗多径性能分析摘要本文在UWB信号发送与接收仿真的基础上，验证了超宽带信号的抗多径性能。文中引入“信号质量”函数来评估超宽带信号的抗多径效应的能力。经过仿真，我们验证了不同介电常数的建筑材料对超宽带信号抗多径效应的影响。同时，也研究了不同脉冲持续时间的UWB信号的抗多径性能。最后，通过与窄带无线通信的比较，进一步说明了超宽带信号在抗多径方面的优越性。关键字：超宽带通信，UWB，室内信道，抗多径，建筑材料，脉宽。ABSTRACT4747Inthiswork,UWBsignalpro

2、pagationsimulationsinindoorpropagationwereperformed.Performanceofanti-multipathofUWBsignalsinindoorenvironmentisevaluatedthroughstatisticalenergyofthesignalqualityindifferentlocationsoftheroom.Narrow-banddigitalsignalsarefurthercomparedwithultrawidebandsi

3、gnalsinthetypicalindoorenvironmenttospecifytheperfectperformanceofanti-multipath.WeverifiedtheeffectofconstructmaterialwithdifferentdielectricconstandpropagationsofUWBsignalswithdifferentdurationonperformanceofanti-multipathofUWBsignals.Keyword:UWB,anti-m

4、ultipath,constructmaterial，signalduration简介超宽带（UltraWideBand,UWB）4747是指发射信号的分数带宽（带宽与中心频率之比）大于0.25，通过微弱的脉冲信号进行通信，最大数据传输速度可以达到几十Mbit/s～几百Mbit/s。超宽带（Ultra-wideband,UWB）技术起源于20世纪50年代末，此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。90年代初，有学者开始研究UWB信号在无线通信中的应用，并提出了脉冲无线电（ImpulseRadio,IR

5、）这一新概念，以此实现在无线信道中的超宽带传输。众所周知，一般通信方式是把信号从基带调制到载波上，所谓宽带通信是指具有大的调制带宽或高的数据传输速率。相反，UWB-IR是对具有很陡上升和下降时间的时域短脉冲进行直接调制。超宽带技术开发了一个具有吉赫兹带宽和最高空间容量的无线信道。同时，具有对信道衰落不敏感，抗干扰性能强；发送功率低，有低截获能力，保密性好；消耗电能小；脉冲持续时间短，易实现分组传输；系统复杂度低；能提供厘米级的定位精度等优点。这些优点正成为新兴的研究课题。UWB通信也存在不足，主要问题是U

6、WB系统占用的带宽很大，UWB系统可能会干扰现其他无线通信系统，因此UWB系统的频率许可问题一直在争论之中，目前许多学者正在对此进行研究。在室内环境下，多径衰落是一大障碍，多径传播造成严重的符号间干扰（ISI）,因而需要对室内UWB传播环境进行深入研究以精确地预测UWB系统性能和优化收发信机设计。在室内情况下，建筑材料，脉冲持续时间等都对UWB信号有较大影响。本文在仿真室内信道的基础上，验证了上述因素对UWB通信系统的影响。并通过与窄带通信的比较，进一步说明了超宽带通信的优越性。目录第一章UWB技术简介…

7、……………………………………………………………61.UWB技术的发展…………………………………………………………………647472.UWB技术的特点…………………………………………………………………82.1UWB技术的特点……………………………………………………………82.2UWB通信系统与窄带通信系统的性能比较………………………………92.2.1抗多径性能…………………………………………………………92.2.2空间容量……………………………………………………………112.2.3UWB收发信机………………

8、………………………………………122.2.4UWB通信与具体短距离无线通信的…………………………………143.UWB技术的前景和挑战……………………………………………………163.1UWB通信的前景……………………………………………………………163.2UWB技术所面临的挑战……………………………………………………184.UWB通信的基本结构…………………………………………………………184.1发射端…………………………………