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《基于高斯脉冲各阶导函数优化组合的超宽带脉冲设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、356弹箭与制导学报2007年基于高斯脉冲各阶导函数优化组合*的超宽带脉冲设计徐建敏,李争,李韵,杨莘元(哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,哈尔滨150001)[摘要]文中通过对10个归一化高斯脉冲导函数的线性组合进行研究,提出一种脉冲设计优化算法,使合成函数的功率谱密度在0~10.6GHz都能较好的逼近FCC制定的室内辐射掩蔽标准,大大提高了频谱利用率。[关键词]高斯脉冲;脉冲组合;脉冲波形设计;超宽带(UWB)[中图分类号]TN91[文献标识码]AAWaveformDesignforUWBBasedont
2、heCombinationofGaussianPulseDerivativesXUJianmin,LIZheng,LIYun,YANGShenyuan(SchoolofInformationandCommunicationEngineering,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:Inthispaper,afterthelinearcombinationoftennormalizedGaussianMonocyclederivativeswe
3、reinvestigated,anewpulseshapedesignalgorithmwaspresentedthatwasclosedtotheFCCspectralmaskbetween0to10.6GHzfrequencybands,andtheuseefficiencyofspectrumwasalsogreatlyimproved.Keywords:Gaussianpulse;pulsecombination;pulseshapedesign;ultrawideband(UWB)些脉冲都可以作为UWB通信的
4、脉冲使用,但是1引言这些算法都有一个缺陷:仅仅用单个脉冲很难满足3.1~10.6GHz范围之外的辐射掩蔽要求。为了确保UWB设备能够与其他无线通信文中将考虑通过高斯脉冲的不同导函数组合来设备共存而不相互干扰,联邦通信委员会(FCC)[1]得到最优波形,它能在全频段(包括0~对UWB通信所占用带宽做出了限制。特别096GHz)逼近辐射掩蔽标准。强调在0.96~1.61GHz(GPS频段)和3.1~10.6GHz的频谱,发射信号功率谱密度必须分别小于-75.3dBm/MHz和-41.3dBm/MHz。2高斯脉冲及其导函
5、数对UWB信要使UWB信号满足图1所示的功率谱分布,会号功率谱分布的影响受到多种因素的影响,其中选用的脉冲波形就是高斯脉冲一个重要因素。脉冲形成的首要任务是使得波导函数阶数不形逼近管理权威所制定的辐射掩蔽,使得传输功同以及脉冲形率在低于FCC限定的条件下取得最大值。典型成因子不同都的UWB脉冲波形是高斯单周期脉冲,文献[2]会影响信号的提出了一种选择最佳脉冲微分阶数和最佳脉冲功率谱密度。形成因子,并使之能逼近3.1~10.6GHz范围内文中研究的重的辐射掩蔽的算法。另外,文献[3]通过对厄尔点是如何选取图1FCC制定
6、的室内UWB密特多项式函数的改进,得到了一种改进的厄尔一组合适的值设备辐射掩蔽密特脉冲;文献[4]借鉴扁长球体波函数的设计和N个高斯导函数线性组合的权重系数来得到思想,得到了一种具有正交特性的脉冲波形。这*收稿日期:2006-05-25;修回日期:2006-09-21作者简介:徐建敏(1982-),男,浙江台州人,硕士研究生,研究方向:超宽带通信技术。第27卷第1期基于高斯脉冲各阶导函数优化组合的超宽带脉冲设计徐建敏等357最优波形,以便在全频段(包括0~0.96GHz)逼近图1所示的辐射掩蔽标准。2.1高斯
7、脉冲微分对功率谱密度的影响文中选用的高斯脉冲p(t)用下式描述:221-(t)2-2tp(t)=-e22=-e2(1)2222其中:=4是脉冲形成因子,与脉冲宽度有2关,为方差。高斯脉冲及其前10阶导数的幅度归一化的图3高斯脉冲前10阶导函数的功率谱密度PSD波形如图2所示,相应的功率谱密度如图3所示。文献[5]指出高斯各阶导数的-10dB带宽图3中所有波形的脉冲形成因子值取=大致可以近似为脉冲宽度倒数的两倍。因此当脉0628ns。高斯脉冲求导次数n与其对应波形过冲宽度低于1ns时,就能获得超过2GHz
8、的带零点数目相等,但其功率谱形状没有大的改变。宽。当-10dB带宽为绝对带宽500MHz时,可得随着导函数阶数n的升高,功率谱密度将向频率脉冲宽度Tpmax=4ns,这是脉冲宽度Tp的上限。高端移动,中心频率也随求导次数增加而增大。根据式(3)可得脉冲形成因子的上限max=252ns。最小脉冲宽度由产生极窄脉冲
