PPM-UWB信号的GLRT同步捕获算法研究

提出了一种适合于PPM-UWB信号的基于广义似然比检测(GLRT)的同步捕获算法,首先采用了一种新颖的本地模板信号与接收信号进行滑动相关,得到符号速率的采样信号,然后通过精心设计训练序列的图案,利用GLRT实现信号时延估计.由于该算法采用了符号速率(几百兆赫兹)的采样信号,与传统的需要极高采样率(几吉赫兹)的同步算法相比,它极大地降低了系统的复杂度和运算量,同时也提高了捕获速度.通过在密集多径信道模型下,对PPM-UWB信号的同步捕获进行计算机仿真,仿真表明该算法能够快速有效地实现同步捕获.

一种适合PPM-UWB信号的时移TDT同步捕获算法

指出TDT(timingwithadirtytemplate)盲同步捕获算法只适于PAM调制(脉冲幅度调制)UWB系统,而不能在PPM调制(脉冲相位调制)UWB系统中应用。提出了一种TS-TDT(time-shift-TDT)盲同步捕获算法,解决了PPM调制UWB系统快速同步捕获问题。该算法通过两条相关支路分别计算接收信号的延迟互相关值而获得同步信息,无需训练序列。理论分析和仿真实验结果表明,该算法结构简单,同步精度灵活可变,性能良好。

基于多频带PSWF脉冲组的多进制PPM-UWB系统研究

从PSWF脉冲的高能量聚集性和频谱灵活可控性入手,提出了一种满足FCC掩膜要求且具有高频谱利用率的多频带正交PSWF脉冲组设计方法,并将其应用于多用户、多进制的PPM-UWB系统中。理论计算了该系统的符号差错率公式,与使用单一PSWF脉冲UWB系统进行了性能比较。仿真结果表明,基于多频带正交PSWF脉冲组的UWB系统能够有效克服多用户干扰,从而使系统的误码性能得到显著提高。

TH-PPM-UWB系统在时变信道环境中的性能分析

分析了时变信道环境条件下TH-PPM-UWB系统的性能,并通过计算机仿真研究了室内信道环境中,散射体移动对不同参数条件下系统性能的影响。仿真结果表明在系统输入信噪比较小时,散射体的移动对系统性能的影响较小;随着输入信噪比的增加,散射体移动对系统性能的影响明显加剧。总体上,散射体移动对系统性能造成的影响相对与其他干扰来说并不明显,并且在视距及非视距环境中得到的结论基本相同。

基于PSWF的多进制PPM-UWB系统分析

椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)脉冲具有最佳时域能量聚集性和频谱灵活可控性的特点,被认为是符合超宽带(ultra-wideband,UWB)系统要求的一种性能优良的脉冲。首先给出了满足FCC频谱掩膜要求的UWB脉冲波形设计方法,并将该方法应用于多进制TH-PPM超宽带系统中。分析了多进制TH-PPM超宽带系统原理,理论上推导了基于PSWF脉冲的多进制PPM-UWB系统的符号差错率公式,并与高斯脉冲进行比较。仿真结果表明,基于PSWF脉冲的UWB系统符号差错率性能要明显优于Gauss脉冲。

基于降低噪声影响TH-PPM-UWB室外信道估计

为了给适合军事通信的室外超宽带通信技术发展提供技术支持,针对跳时脉冲位置调制超宽带系统的室外信道,提出了一种基于降低噪声影响的信道估计算法。通过仿真,对该算法的性能进行了分析,仿真分析结果表明,该算法有效易行,导频个数越大,估计的值越准确。

一种低复杂的PPM-UWB信号同步算法

快速定时同步是超宽带(UWB)通信中的关键技术。针对PPM-UWB信号,通过对同步模板信号的合理修改,使用TDT(timing with dirty templates)算法,获得PPM信号的快速同步。在非数据辅助(NDA)和数据辅助(DA)模式下对该算法进行了理论分析,仿真结果表明该算法结构简单,同步精度灵活可变,性能良好。

卷积码在UWB Rake接收机中的应用

针对有码间干扰的TH-PPM-UWB通信系统,研究了基于卷积码Rake接收机的性能,并在IEEE 15.3a UWB的LOS信道和NLOS信道下对采用卷积码Rake接收机的误比特率进行计算机仿真,仿真结果表明,当SNR达到一定值后,无论是LOS信道还是NLOS信道,相对未编码的Rake接收机,采用卷积码的Rake接收机性能明显提高,在NLOS信道更为显著。

超宽带引信抗干扰性能分析与仿真

超宽带引信具有良好的抗干扰性能。为了定量分析超宽带引信的抗干扰性能,基于相关检测方法,分别对跳时调制信号、等间隔信号在不同干扰信号下进行分析和仿真,得出在不同干扰信号下的仿真输出。通过对两种不同发射信号的抗干扰性能的对比,证明跳时调制信号的抗干扰性能优于等间隔信号,经过跳时调制的超宽带信号能够有效提高引信的作战效能。

IR-UWB通信同步跟踪系统仿真实验设计

结合我校通信电子电路、通信原理、现代通信系统等课程,设计了信息工程专业通信系统综合实验的一个拓展内容———超宽带通信同步跟踪系统仿真实验。本仿真实验在Simulink平台下,基于超前-滞后锁相环搭建了超宽带通信同步跟踪系统。该系统在单用户状态下,选用PPM调制方式、AWGN信道传输,实现了在加性高斯白噪声信道下点对点的通信,成功反映了PPM调制方式的特点,完成了脉冲超宽带(IR-UWB)信号的同步跟踪。在Simulink建模过程中,利用既有模块与Sfunction编程设计相结合完成了系统仿真,并使同步误差函数值可视化,充分说明该系统的优越性。

高速多址UWB TH-PPM信号产生电路设计

分析了跳时脉位调制(TH-PPM:Time Hopping Pulse Position Modulation)超宽带(UWB:Ultra Wide Band)信号产生原理。在传统TH-PPM UWB信号产生模型的基础上,通过对TH-PPM UWB进一步分析,将传统的伪随机序列(PN码)和信息数据分别控制的时延调制模型转变为由PN码和信息数据共同控制的时延调制模型;在实现系统的基础上,降低了信号产生系统的复杂度。设计的TH-PPM UWB信号产生电路采用0.18μm标准CMOS工艺实现,在1.8V电源电压下工作,降低了系统功耗。用Cadence软件Spectre仿真工具,对设计的电路进行仿真。结果表明,产生的TH-PPM UWB信号速率为432Mb/s,90%幅度脉宽为2.0654ns,10%幅度脉宽为2.13818ns。

基于带通欠采样的脉冲超宽带信号重建算法性能研究

从脉冲超宽带(PPM-UWB)信号解调的角度,该文探讨了PPM-UWB带通欠采样信号处理的信号重建算法,并将零化滤波算法和ESPRIT算法进行了仿真对比。ESPRIT算法与零化滤波算法相比需要的最小带宽要求较大,但是在同等带宽条件下,ESPRIT算法具有更好的抗噪声性能。

UWB的调制与多址技术

超宽带无线电是通信领域的一种全新技术 ,有着广阔的应用前景。它是一种基带无载波短脉冲 ,不同于使用正弦载波的传统通信系统。在综合分析大量文献基础上 ,总结了目前UWB的几种调制方式与多址技术 ,并比较了TH -BPSK与TH -PPM系统性能 ,最后给出了两种情况的模拟结果 ,一种情况是在单用户BER =1E - 3时 ,用户数与ΔP的关系 ,另一种情况是在用户速率保持不变时 ,系统的BER与用户数的关系。

混沌脉位调制UWB系统及信号分析

针对高通信速率下跳时脉位调制(TH-PPM)的超宽带(UWB)系统多址能力有限、信号离散功率谱分量高的缺点,引入了基于TENT映射的混沌脉位调制(CPPM)UWB系统,得到了其信号的功率谱密度表达式。分析和仿真表明高速UWB系统CPPM比TH-PPM的信号具有更强的多址能力和更平滑的连续功率谱分量,而且离散谱分量比TH-PPM方式低三个数量级。从而能减少对其它通信系统的干扰、具有更低截获概率和高保密性。

跳时超宽带(TH-UWB)信号的功率谱特性分析

超宽带系统由于和其他系统共存,其信号的频谱特性分析是系统设计时要考虑的重要问题。本文分析了跳时超宽带(TH-UWB)信号的功率谱,对影响谱线平滑效果的因素进行了讨论,发现在功率谱离散谱线中存留有间隔为脉冲重复频率的离散谱线,而且该谱线不会由于TH码的周期的增大而获得平滑,只会由于时移范围以及频率的增加而得到衰减。由于随机时移操作不能够完全消除频谱中的离散谱线,在TH-UWB通信系统设计中应该考虑这部分谱线可能造成的影响,必要时应采取其他方式消除,以获得使用频段内类噪声的功率谱。仿真实验验证了本文分析的正确性。

跳时超宽带无线电的性能分析

超宽带脉冲无线电是无线通信领域的一种全新技术,有着广阔的应用前景。它是一种基带无载波短脉冲,不同于使用正弦载波的传统通信系统。本文用满足FCC频谱规划的脉冲——高斯脉冲的五阶导数推导了TH-BPSK方式下的跳时超宽带扩频系统的误码与多址性能,并研究了多径对其性能的影响,比较了TH-BPSK与TH-PPM系统性能,分析结果表明TH-BPSK的性能(未考虑多径)明显优于TH-PPM,但是TH-PPM抗多径性能优于TH-BPSK。

PPM调制的超宽带差分接收机

提出一种PPM-DIFF-UWB调制方式及其接收机,该接收机采用三条具有不同延时特性的相关支路实现PPM-UWB信号的差分接收,提供了一种关于PPM调制的超宽带信号的低复杂度的接收方式,可用于实现在密集多径信道下的多径分集接收,且不需要复杂的信道估计以及发送额外的参考信号。理论分析和实验仿真结果表明该接收机的误码性能优于常规的PPM-TR-UWB接收机。

超宽带通信调制方式隐蔽性研究

在军事应用中超宽带调制信号的隐蔽性是设计者需要关注的重要指标之一,为解决上述问题,改善发射信号的频谱,提出一种将脉幅调制(PAM)与脉位调制(PPM)结合的调制方式设计超宽带通信信号,并进行系统仿真。仿真结果表明,在系统复杂度增加很小的情况下,新调制方式的信号功率谱具有更加类似于白噪声的特性,谱密度更低,从而提高信号的隐蔽性,且系统容量与PAM系统或PPM系统相比有一定提升。

基于TH-PPM的RFID安全认证

基于数字加密技术的无线射频识别(RFID)技术的安全认证,如分组加密等,耗能大,增加了标签电路的复杂程度,不易集成和降低成本,而且标签和阅读器通信采用窄带调制,信息很容易被窃听、干扰和阻塞。而基于跳时脉位调制(TH-PPM)技术的RFID安全认证,在物理层上解决通信可能被窃听、干扰和阻塞的问题。因为标签的跳时序列只有合法的阅读器才知道,而对其他企图窃听和干扰通信的阅读器或干扰机是绝对保密的,如果不知道跳时序列而要窃听或干扰跳时通信几乎是不可能的,因此,基于跳时通信保密性高,可以实现多址、抗干扰、抗多径。

具有同步跟踪功能的单用户TH-SSPPM超宽带系统性能分析

目前超宽带系统均假设已知发射机与接收机之间准确的传播时延,收发双方完全同步,而任何系统收发双方必然存在同步误差.该文针对这一点,提出了一种具有同步跟踪功能的单用户TH-SS PPM超宽带系统,设计了同步跟踪方法,推导出了系统中存在同步误差时,解调器输出端信噪比计算公式和系统BER表达式.理论分析与仿真结果表明,系统BER与同步误差大小有很大关系,同步误差越小,系统BER越小.