DS-UWB系统信号的产生及MATLAB仿真.doc

目 录 摘要…………………………………………………………………………………………….....2 第1章 超宽带信号 3 1.1 引言 3 1.2 直接序列超宽带信号（DS-UWB） 1.2.1 DS-UWB的定义 4 1.2.2 DS-UWB的特点 4 1.3 课题的背景及意义 4 第章 DS-UWB信号产生过程的整体设计 2.1 UWB无线传输系统的基本模型 6 2.1.1 脉冲形成技术 6 2.1.2 调制技术 6 2.2 所用仿真软件的介绍 7 2.3 UWB在无线多媒体域网中的应…………………………………………………第章 DS-UWB的应用及发展前……………………………………………..9 3.1 UWB的应用 ……..9 3.2 未来趋势分析 9 3.3 UWB面临的挑战…………………………………………………………………….10 第章 DS-UWB信号产生过程的MATLAB实现 4.1 DS-UWB信号的产生 …..11 4.1.1 DS-UWB信号产生过程的算法 11 4.1.2 DS-UWB信号产生的仿真过程 …………..12 4.2 DS-UWB系统的仿真结果分析…………………………………………………….13 结论与展望 17 参考文献 ……19 附录...................................................................... ……………………………………………...19  摘 要 超宽带（Ultra Wideband，UWB）通信系统具有通信容量大、发射功率低、抗多径干扰和电磁干扰、结构简单、保密性好等特点。已经成为短距离无线通信领域研究的热点，许多公司、研究机构和高校都投入了大量的人力和财力进行研究。本文介绍了直接序列超宽带系统的设计与实现，用MATLAB软件实现信号的发射，传输，接收过程,采用的是PAM脉冲幅度调制，并对其当前的应用和未来的发展做了相关论述。 关键词 ：UWB，DS-UWB，PAM调制 第章 超宽带信号 1.1 引言 超宽带(UWB)有着悠久的发展历史，但在1989年之前，超宽带这一术语并不常用，在信号的带宽和频谱结构方面也没有明确的规定。1989年，美国国防部高级研究计划署(DARPA)首先采用超宽带这一术语，并规定：若信号在-20dB处的绝对带宽大于1.5GHz或相对带宽大于25%，则该信号为超宽带信号。此后，超宽带这个术语才被沿用下来。 其中，fh为信号在-20dB辐射点对应的上限频率、fl为信号在-20 dB辐射点对应的下限频率。图1给出了带宽计算示意图。可见，UWB是指具有很高带宽比(射频带宽与其中心频率之比)的无线电技术。 为探索UWB应用于民用领域的可行性，自1998年起，美国联邦通信委员会(FCC)开始在产业界广泛征求意见。美国NTIA等通信团体对此大约提交了800多份意见书。 图1.1信号带宽计算示意图 2002年2月，FCC批准UWB技术进入民用领域，并对UWB进行了重新定义，规定UWB信号为相对带宽大于20%或-10dB带宽大于500MHz的无线电信号。之所以用-10dB来代替原来-20dB的标准，是因为UWB信号允许的发射功率很低，其功率大小可以接近噪声的功率。在这样的情况下，-20dB很难被检测到。根据UWB系统的具体应用，分为成像系统、车载雷达系统、通信与测量系统三大类。根据FCCPart15规定，UWB通信系统可使用频段为3.1 GHz～10.6 GHz。为保护现有系统(如GPRS、移动蜂窝系统、WLAN等)不被UWB系统干扰，针对室内、室外不同应用，对UWB系统的辐射谱密度进行了严格限制，规定UWB系统的最高辐射谱密度为-41.3 dBm/MHz。当前，人们所说的UWB是指FCC给出的新定义。 1.2 直接序列超宽带信号（DS-UWB） 1.2.1 DS-UWB直序列超宽带技术(DS-UWB) 是为无线个人局域网络(WPAN)开发的,并借鉴了超宽带通讯技术的长处。目前,IEEE组织正在考虑的DS-UWB方案将使基于802.15.3a 标准的设备既能提供高性能,又能为高速率的多媒体及手持设备提供低功耗和低成本的扩展能力。? DS-UWB设备应用将依据FCC针对美国市场而制定的超宽带规则并且与世界其它地区制定的规则基本一致,但其传输功率非常低。实际上,DS-UWB的传输水平与其它无线技术所被允许的传输水平大致相同或更低,基本上达到每MHz频谱-41.3dBm的极限。由于这一低传输极限的要求某一特定的DS-UWB设备在整个信号带宽当中当具有总共约1/10mW或-10dBm传输功耗。 1.2.2 DS-U