Chirp-UWB无线通信技术在煤矿井下的应用研究

针对目前煤矿井下无线通信的状况,提出了将Chirp-UWB无线通信技术应用于煤矿井下的设想。介绍了线性调频超宽带无线通信新技术及其特性,并探讨了将该技术用于煤矿井下通信的可行性,指出了超宽带信号在矿井巷道中的传播特性研究对于设计煤矿井下UWB无线通信系统的重要性。

基于Simulink的Chirp-UWB通信系统综合实验设计

将通信新技术引进教学,设计了我校信息工程专业通信系统综合实验的拓展内容——Chirp-UWB通信系统综合实验。运用Matlab/Simulink构建了ChirpUWB系统仿真模型,实现了二进制正交键控(BOK)调制发送、以及两种接收方案包括匹配滤波器接收和锁相环接收的整个系统仿真,并比较了两种接收方案的性能,给出了在AWGN信道中误码率仿真曲线。实践表明,该综合实验加强了学生对通信系统原理的理解,提高了综合运用所学知识解决实际问题的能力。

Chirp-UWB系统匹配滤波解调接收机的设计与实现

Chirp-UWB通信系统具有低功率谱密度、强抗干扰能力、易同步实现、远距离通信以及高的测距精度等优点,因而获得研究人员的广泛关注和研究。Chirp-UWB通信系统获得这些优良特性的关键之一是接收机采用匹配滤波解调技术实现。利用MATLAB/Simulink仿真平台,对匹配滤波解调的Chirp-BOK UWB通信系统进行了建模,构建的系统模型参数修改方便、实时性强。改变信道参数,能够检验系统在不同信噪比条件下的接收机的解调性能,为接收机硬件电路设计提供理论依据与参考,极大地减少了硬件电路设计和实验过程的盲目性。

锁相环解调的Chirp-UWB接收机仿真研究

Chirp_UWB通信系统使用Chirp信号实现数据传输,起到扩频的效果,具有抗衰落能力强、处理增益大、功率谱密度低、传输距离远等诸多特点,获得广泛研究与关注,而实现该系统的关键之一是如何以简便易行的解调方式来检测和恢复数据。据此,本文提出了一种采用锁相环解调的Chirp-UWB接收机方案,并用Simulink软件对其进行了建模与仿真。结果表明,该方法在信噪比为0 dB时可以稳定可靠地解调出码元数据,具有较强的抗噪声能力,且实现的电路具有成本低、灵活性强、应用价值高以及易于集成等优点。

可变速率Chirp-UWB信号产生系统的设计和实现

针对采用查找表法产生Chirp-UWB基带信号需要耗费大量ROM资源的问题,提出了CORDIC算法结合正交上变频以及倍频技术的Chirp-UWB信号产生系统的设计方案。该方案产生的Chirp-UWB信号中心频率为3.6 GHz,信号带宽和扫频周期可控,在所产生信号带宽为600 MHz的情况下,最大码片速率可达3.125 Mchip/s。

一种高速率Chirp-UWB信号发生器的设计与实现

Chirp超宽带通信系统使用满足UWB定义的Chirp信号作为数据传输的载体,起到了扩频效果,具有CSS和UWB的优点,其处理增益大、传输距离远、功率谱密度低、抗衰落能力和抗截获能力强,获得广泛研究与关注。Chirp-UWB信号发生器是实现该通信系统的关键技术之一,采用DA+锁相环(PLL)技术,设计并实现了Chirp-UWB信号,详细分析了其设计过程与原理。试验表明,设计的信号发生器在≥2Mb/s调制数率的驱动下,能够产生稳定可靠的Chirp-UWB信号,该发生器具有电路结构简单、易于编程控制、扩展性好以及实用性强等优点,能够满足远距离高速率无线传输数据的要求。

基于PLL解调的Chirp-UWB接收机的设计与实现

Chirp-UWB具有发射功率低、抗干扰能力强、传输距离远等优点,非常适合远距离UWB应用。针对接收机中的Chirp调制信号解调,提出了一种基于PLL解调Chirp-UWB信号的方案。试验表明,采用PLL解调的Chirp信号具有灵敏度高、信噪比高、电路易于实现、成本低、可扩展性强等优点。

锁相环解调Chirp-UWB通信系统仿真研究

在通信系统优化的研究中,通信系统的质量优劣主要取决于接收机的性能。设计结构简单,复杂度低,可靠性高的Chirp-UWB接收机一直是系统实现的重点和难点。针对匹配滤波接收机解调Chirp-UWB系统成本高、灵活性不好等问题,设计了锁相环解调的Chirp-UWB接收机方案,调整锁相环参数使其工作在载波跟踪状态是方案的核心内容。研究了系统结构原理、各部分电路设计,通过Simulink软件进行建模和仿真,并对接收机系统进行性能分析。同时利用锁相环解调方案对发射机部分进行了进一步改进。从系统结构,误码率等方面将锁相环解调系统与匹配滤波解调系统进行了分析比较。仿真结果表明,改进锁相环解调Chirp-UWB系统电路成本低,灵活性好,抗干扰能力强,传输可靠性高。

基于多相滤波器组的Chirp-UWB多径信号解调实现

针对低信噪比下大带宽、复杂多径的信号接收环境,在分析Chirp信号时频耦合特性的基础上,结合多径信号频域分离思想和雷达去斜处理方法,设计了基于正交去斜及多相滤波的Chirp-UWB多径信号解调结构,给出了FPGA内部的系统流程及模块实现方案。仿真验证结果表明,硬件结构简单高效地完成了Chirp-UWB多径信号的并行解调。

一种基于DDS+PLL的Chirp-UWB信号产生方案

由于超宽带信号的带宽很宽,传统的信号产生办法已不能直接应用于超宽带通信。为此,提出一种基于DDS+PLL的Chirp-UWB信号产生方案,该方法联合使用了DDS和PLL两种信号产生技术,优势互补。通过ADS结合Matlab对系统的模型建立和性能分析证明,该方案输出信号性能优良,完全能满足设计要求,并已成功应用于某超宽带通信系统。

Chirp-UWB通信系统中锁相解调接收机的设计与实现

Chirp-UWB信号以其强抗干扰、低功耗、低时延、抗多径效应等能力,在无线通信中有其独特的优势。接收机是Chirp-UWB通信系统中的重要组成部分,结构简单、复杂度低的接收机设计一直是Chirp-UWB系统实现的关键之一。根据Chirp-UWB信号的特性,研究并设计了一种Chirp-UWB信号的宽带锁相解调电路。实验表明,锁相环解调Chirp-UWB信号的接收机具有易实现、数据解调可靠、电路成本低等优点。

基于双阶段能量积累的Chirp-UWB信号时延估计

在Chirp-UWB时延估计中,针对多径导致伪尖峰会影响多径判别及时延估计的问题,文中提出了一种利用双阶段变换积累Chirp信号能量的时延估计方法。仿真实验表明,该方法可以消除伪尖峰的影响从而正确地估计时延,且在低信噪比的条件下仍能工作。

基于窗函数的Chirp-UWB信号研究

与目前普遍研究的超宽带通信系统中所使用的高斯脉冲波形不同,线性Chirp信号具有良好的自相关性和高处理增益,能够更好地抵抗窄带干扰和多普勒频移。由于目前研究的线性Chirp信号普遍采用的方波包络,经过匹配滤波之后输出的sinc波形中,部分能量泄露到旁瓣中去,从而影响判决的精确度。选取了四种窗函数,经过窗函数处理之后的线性调频信号能有效地降低旁瓣的幅度,从而提高信号传输的能量利用率。通过仿真发现这种经过加窗处理之后的线性Chirp信号和方波包络的线性Chirp信号相比,在高斯噪声信道下具有更好的抗噪声性能。

一种基于频偏函数最优解估计的VCO非线性校正方法

Chirp信号产生是Chirp-UWB系统首先要解决的问题,基于VCO产生的Chirp信号线性度不够高,影响系统的分辨率和处理增益,因此,需要对VCO进行非线性校正。文章通过分析VCO非线性校正原理,提出了一种基于频偏函数最优解估计的非线性校正方法。该方法首先利用每个信号周期内的频率信息估计频偏函数,然后利用频偏函数对VCO进行非线性校正。仿真结果表明,该方法可以使VCO输出信号的线性度得到提高。

基于Chirp-BOK调制的超宽带无线通信系统研究

基于正向和反向线性调频脉冲良好的自相关性以及匹配滤波后尖锐的时域特性,将线性调频脉冲扩频技术用于高速的超宽带无线通信,设计了Ch irp-BOK调制的超宽带通信系统。系统可以采用声表面波器件实现,具有低功耗,低成本,低复杂度等特点。通过仿真分析比较了Ch irp-BOKUWB和TH-PPM UWB系统的可靠性,仿真结果说明:在AWGN信道下,Ch irp-BOK UWB系统与TH-PPM UWB系统有着相同的可靠性;在IEEE 802.15SG3 a建议的CM1、CM3信道模型下,采用Rake接收的Ch irp-BOK UWB系统具有良好的抗多径衰落能力,但符号间干扰影响较大。

基于Chirp-BOK-DQPSK调制的超宽带无线通信系统

针对普通的Chirp-BOK调制效率不高的问题,设计了基于Chirp-BOK-DQPSK调制的超宽带(UWB)无线通信系统,推导与验证了该系统在AWGN信道下的误比特率,分析了该系统在多径环境下存在较大码间干扰的原因。最后通过仿真分析比较了该系统和Chirp-BOK-UWB系统、Chirp-BOK-DBPSK-UWB系统在IEEE 802.15 SG4a给出的CM1和CM7信道下的性能。仿真结果表明,该系统在牺牲一定误码率性能的情况下,能有效提高传输速率。

Chirp超宽带无线通信技术在矿井下的应用研究

针对目前矿井下无线通信状况,提出了把Chirp-超宽带无线通信技术应用到矿井下的设想。介绍了线性调频超宽带无线通信技术及其数字特性,得出相同的信噪比下Chirp-BOKUWB比2-PPMUWB有较小的误码率的结论,探讨了线性调频超宽带无线技术用于矿井下通信的可行性,并指出超宽带信号在矿井巷道中的传播特性研究对于设计矿井下UWB无线通信系统的重要性。

Chirp-BOK-BPSK调制超宽带无线传输技术

分析了正向和反向线性调频脉冲尖锐的自相关特性与极低的互相关特性.基于此特性,在Chirp-BOK调制方法的基础上提出了Chirp-BOK-BPSK调制方式,将输入数据同时调制到Chirp脉冲的调频斜率和正反向相位上.推导了Chirp-BOK-BPSK调制信号的表达式以及在AWGN信道下的系统误码率,且该调制信号在室内信道下存在较大码间干扰.最后通过仿真分析比较了Chirp-BOK-BPSK和Chirp-BOK UWB系统在AWGN信道下最佳接收机性能,信噪比为12 dB时系统误码率低于10-4.

基于SAW色散延迟线的Chirp_UWB接收机设计

利用线性调频(Chirp)信号的脉冲压缩特性,设计并实现了一种Chirp_UWB通信系统的接收机电路。该电路首先使用两块正负斜率的声表面波色散延迟线(SAWDDL)分别对两路相同的Chirp_UWB信号进行匹配压缩,再通过包络检波、整形、A/D采样及数字处理等模块恢复原始码元。实验表明该接收机具有系统可靠性高,硬件电路调试简单及适合产品的批量生产等特点。

基于Chirp脉冲压缩技术的超宽带通信系统设计

研究了线性调频(Chirp)信号的频谱结构,设计了线性调频调制的超宽带无线通信系统,并对该系统的各点波形和传输特性进行了仿真。结果表明Chirp信号的频谱能很好满足FCC对UWB辐射掩蔽的限制,信号具有较高的频谱利用率。在满足一定误码率的情况下,信号传输距离可达到900 m。