车载超宽带通信发展现状与趋势

超宽带(Ultra-Wideband,UWB)通信技术作为一种新型的无线通信技术,以其高速率、低功耗、高精度测距和抗干扰等特点,在车载通信领域具有很大的潜力和发展前景。本文首先简述了超宽带通信技术发展历史,介绍其原理、分类及主要技术特点,通过对车载超宽带通信技术典型应用场景的描述展示其在汽车领域的应用现状,并从新型应用场景、技术创新以及多技术融合与协同等方面对车载超宽带通信技术未来的发展趋势进行分析与展望。

超宽带通信技术及其应用

超宽带UWB(Ultra-wideBandwidth)脉冲通信(ImpulseRadio)技术与其它通信技术有很大不同,它具有信号功率谱密度低、不易检测、系统复杂度低等优点,尤其适用于室内等密集多径场所的高速无线接入和军事通信。介绍了UWB系统的信号表示形式,分析了其特点,并介绍了超宽带通信当前的研究及应用情况。

DS-BPSK超宽带通信系统的误码率分析

分析了采用直接序列扩频-二进制移相键控(DS-BPSK)方案的超宽带(ultra-wideband,UWB)通信系统的原理及实现方案。在此基础上推导出DS-BPSK UWB通信系统误码率的理论计算公式,并利用Matlab对系统性能进行了仿真。仿真结果显示,该理论公式较好地反映影响DS-BPSK超宽带通信系统信道容量的各种因素,分析结果与实际情况基本吻合。

典型超宽带通信系统实现方案的应用场景分析

目前虽然存在很多超宽带通信系统实现方案,但对这些方案的综合性能评价和应用场景分析方面的研究较少.本文介绍了超宽带技术的研究现状,分析了其潜在的应用场景,并给出了超宽带通信系统的实现方案模型.通过对超宽带通信系统中基带调制、抗多径处理、扩频和载波变频这四类技术的研究和应用场景分析,以通信速率、通信距离、实现复杂度和功耗为主要评价标准,给出了12种满足功率谱密度限制和6种不满足功率谱密度限制的典型超宽带通信系统实现方案的应用场景.这些研究对超宽带通信系统的优化设计和多元化发展具有重要意义.

一种适用于超宽带通信的微带垂直转换结构

该文提出一种适用于超宽带电路的基于过孔的微带垂直转换结构。通过在过孔附近的电源层上蚀刻平面电磁带隙单元来抑制电源分配网络谐振,降低其在过孔处的自阻抗,以改善垂直互连结构传输性能。将互连结构分解为过孔处耦合的微带线结构和电源平面对结构,并使用网络分析方法快速估算系统传输性能。仿真和实验测试表明,在3.1-10.6 GHz的超宽带频段内过孔的插入损耗小于0.4 dB。与在电源分配网络之间添加短路过孔方法相比,该结构在传输性能相当的前提下减少了一个布线层,从而降低了设备成本。

超宽带通信视频演示系统设计

为了直观地展现出超宽带通信优越的性能指标,设计一种用于超宽带(UWB)通信的嵌入式视频演示系统,在UWB的发射端采用基于Samsung公司的微处理器S3C2410的嵌入式Linux系统实现图像采集,在UWB的接收端利用Windows提供的视频开发组件VFW进行视频捕获,实验结果证明软硬件设计达到了预期的目的。

超宽带通信系统的同步捕获算法研究

描述了UWB通信系统的信号和信道模型,重点讨论了传统非传输参考(TR)和传输参考体制下的超宽带通信系统的同步捕获问题,总结比较了这两种体制的主要同步方法,最后阐明了超宽带同步研究中的主要问题及其研究方向,从而为超宽带同步捕获的研究提供一定的参考。

超宽带通信信号欠定盲源分离

针对超宽带通信信号,提出了一种新的二阶段欠定盲源分离方法:阶梯图-最小角度法。在第一阶段即混叠矩阵估计阶段,提出用阶梯图对均匀抽样的数据点进行聚类计算,建立了一种估计混合矩阵的工程化模型,它可以直接估计出源信号个数,并且得到精度较高的混合矩阵估计值;在第二阶段借助最小角度分离准则估计出源信号,从而获得较好的分离性能。

一种基于多频段OFDM的超宽带通信系统

针对现行的超宽带(UWB)通信系统抗干扰性较弱的特点,在介绍传统的UWB通信系统的解决方案的基础上,提出了一种基于多频段OFDM技术的超宽带通信系统,建立了系统模型。依据对系统的发射机和接收机工作的原理进行了详细的阐述,并给出了相应的数学模型描述。

基于最优化方法的超宽带通信信号设计

超宽带无线通信是指采用了一种相对中心频率而具有较大带宽的信号(通常指分数带宽大于25%的信号)来传输信息的通信方式。在充分考虑超宽带信号在自由空间和密集多径环境中传输特性的基础上,基于最优化方法分析了二元情况下的超宽带通信信号的设计思想,并给出了归一化平方Euc lidean距离、误码率与时移参数关系的仿真结果。

匹配滤波器捕获同步的超宽带通信系统设计

针对并行结构的匹配滤波器捕获电路存在同步漏捕和计算精度不高等缺点,采用了串行匹配滤波器来实现突发同步捕获,对同步捕获中涉及的三角模板互相关选相特性、四积分器合成本地模板脉冲的原理进行分析研究。超宽带通信系统电路模型测试表明,通信系统在短距离收发测试过程中接收信号能很好地解调出同步序列,效果良好。

超宽带通信信道模型

超宽带通信是一种使用非常宽的频带来收发数据的技术,可以达到很高的数据传输速率并与别的无线传输系统互不干扰,而要实现超宽带通信,就必须要研究它的无线通信道模型。信道模型的建立是系统设计、性能优化以及深入研究的基础之一,准确、完整的模型又是建模的关键点和难点。根据目前国际上对超宽带无级通信在信道方面的研究,本文介绍了Intel,AT&T提出的两种超宽带信道模型,其中包括它们的信道测量实验环境、数据描述、路径损耗模型、多径模型等。

基于新限速抽样的超宽带通信系统信道时延估计

提出了利用新限速抽样率理论解决信道估计问题,建立了既可用于宽带也可用于窄带信道估计的框架,此框架的抽样率低于奈奎斯特速率。通过实例展示了利用奈奎斯特速率抽样而工作在低于奈奎斯特抽样率的算法性能,减少了功耗,也降低了算法的复杂性。

超宽带通信中模拟空时码的一种子空间检测方法

该文针对应用于超宽带(UWB)通信中的模拟空时码,提出了一种基于子空间的盲检测方法。在接收端不需要估计信道,利用信号子空间和噪声子空间正交的性质,建立了一个二次型,最小化该二次型就可得到发送信号的估计。平坦衰落信道环境中的仿真表明,子空间方法能够实现和相关接收相同的分集增益;当多个连续的空时码联合解码时,其性能优于现有的非相关解码方法。

DTR-DS-BPSK超宽带通信系统的同步算法研究

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。

超宽带通信中的穿墙信号衰减补偿方法

研究超宽带通信中穿墙信号正确衰减补偿,提高信号传输的准确性。由于超宽带通信中采用的是无线频段,这些频段都属于微波,而微波的特点是频率高、波长短、直线传播,在传后播方向上它绕不开障碍物,导致冲击脉冲信号在穿透墙体等障碍物时发生衰减。传统的通信方法在信号衰减的情况下无法进行高精度的匹配,造成通信效果变差。为了避免上述缺陷,提出了一种基于偏振模色散补偿算法的超宽带通信中穿墙信号衰减补偿方法。对穿墙信号衰减程度进行估计,计算穿墙信号衰减补偿系数,从而为穿墙信号衰减补偿提供依据。利用偏振模色散补偿方法,对穿墙信号衰减进行有效的补偿,从而完成超宽带通信。实验结果表明,应用改进算法进行超宽带通信的穿墙信号衰减补偿,能够提高超宽带通信过程中信号传输的准确性。

用于超宽带通信的镜像Bow-ti微带电路天线设计

介绍了一种用于超宽带通信的平面型的小型天线。该天线采用相对介电常数为2．65的微带电路制作，天线尺寸为3．8cm×2．8cm。天线输入阻抗50n，在～10 GHz之间的驻波系数小于2。首先介绍了各种用于超宽带通信的平面型天线，讨论了镜像Bow-ti微带电路天线设计过程。最后用数字仿真软件对该天线进行了优化设计，并分析了天线的频域和时域特性，结果表明该天线能够满足超宽带通信的要求。

室内超宽带通信信道建模

通过对室内环境下信号传播规律研究建立准确信道模型。分析了超宽带信号室内LOS和NLOS环境传播规律,在LOS环境下第一簇的直射信号先到达且衰减小,第二簇的反射信号后到达且衰减大。在NLOS环境下第一簇的透射信号先到达且衰减大,第二簇的反射信号后到达且衰减小。分别建立了LOS环境限定簇数模型和NLOS环境修改参数模型。仿真结果表明:新建立模型更能反映信号传播规律。

超宽带通信系统及实现

全双工超宽带 (UWB)通信冲激无线电收发信机由一个发射冲激脉冲的发射机与一个接收冲激脉冲的接收机组成。采用脉冲交错技术使发射机或接收机能同步于收发冲激无线电信号脉冲。脉冲交错也避免了收发冲激脉冲信号间的相互干扰。

UWB超宽带通信技术在无线医疗监护体系中的应用前景

介绍了UWB的概念、主要技术特点,并把UWB与目前较为广泛使用的IEEE802.11、bluetooth等短距离无线通信技术进行了比较,最后对UWB的应用前景进行了分析与展望。