通信工程畢業(yè)設(shè)計-uwb超寬帶通信系統(tǒng)的設(shè)計與仿真(更新版)

　　

【正文】 )[5]。根據(jù)實際應(yīng)用中頻譜特性的需要，選擇不同的波形 。 本文的結(jié)構(gòu) 本文 第一章介紹了本次畢業(yè)設(shè)計的研究背景、意義及所作的工作等；第二章 對超寬帶無線通信系統(tǒng)發(fā)射機的結(jié)構(gòu)，包括脈沖信號的產(chǎn)生和調(diào)制技術(shù)做了比較詳細(xì)的介紹；第三章對 CM1 信道和超寬帶無線 通信系統(tǒng)的 信道的基本概念進行了相關(guān)介紹；第四章 對超寬帶無線通信系統(tǒng) 的 相關(guān)接收機模塊分自相關(guān)和互相關(guān) 兩個 模塊做了相關(guān)介紹；第五章分模塊詳細(xì) 地 描述了 simulink 建模方案； 第六章對整個通信系統(tǒng)的仿真進行了詳細(xì)的分析。后 一 種方案將可用的 頻段分成十幾個 500600MHz 左右的子頻帶，在每 一 個子頻帶上采用正交頻分復(fù)用 (OFDM， Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術(shù)。摩托羅拉等致 力于加快 UWB 技術(shù)普 及 的 公 司 作 為 成 員 在 2021 年 成 立 了 UWB 論壇()[2]。現(xiàn)代意義的超寬帶無線通信技術(shù)出現(xiàn)于上個世紀(jì) 90 年代，當(dāng)時，它的應(yīng)用只限于軍事和災(zāi)害救援等方面。 WPAN 的核心思想是用無線電或者紅外通信 來 取代傳 統(tǒng)的電纜，組建無線、高速、互聯(lián)的個人化信息網(wǎng)絡(luò)。 關(guān)鍵詞 ： 超寬帶； 發(fā)射機 ；信道；接收機 ； 仿真 The Design and Simulation of UWB Communication Systems Liu Yong， Grade 2021, Communication Engineering Abstract: Due to its higher data rate, lower power attenuation and strong antimultipath interference capacity, UWB wireless munication technology is regarded as the key to nextgeneration wireless munication technology. This paper firstly introduces the UWB wireless munication technology’s history , current situation and development prospects, and then does some theoretical research and simulation experiments about UWB waveform design、 transmitterstructure, ultrawideband wireless channel modeling and receiver structure. Finally, using Simulink software as the simulation tools to establish the transmitter、 receiver and channel model of UWB system, the performance of UWB wireless munication system is simulated under the CM1 model and the simulation results are analyzed, this study has some positive significance for design a highperformance ultrawideband wireless munication system. Key words: UWB。 Receiver。 第六階段：在老師的組織下進行模擬答辯，找出問題并解決問題。 應(yīng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)或要求 ： 需設(shè)置好該仿真系統(tǒng)的各個模塊參數(shù) ,保證仿真后的誤碼率小于 105，中心頻率大于 的UWB 通信系統(tǒng)的 10dB 帶寬至少為 500MHz。 學(xué)科分類號 0802 樹達(dá)學(xué)院 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 題 目 （ 中文） ： UWB超寬帶 通信系統(tǒng) 的設(shè)計與 仿真 （英文） ： The Design and Simulation of UWB Communication Systems 姓 名 學(xué) 號 院 （系） 物理與信息科學(xué)學(xué)院 專業(yè)、年級 通信工程專業(yè) 2021級 指導(dǎo)教師 二 ○ 一 一 年 五 月 湖南師范大學(xué)樹達(dá)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計誠信聲明 本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)設(shè)計，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議，除設(shè)計中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本設(shè) 計不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。 主要研究內(nèi)容： 擬 建立 一個超寬帶通信系統(tǒng) 的仿真模型 ，并在 Simulink 交互式集成環(huán)境中搭建 UWB 通信系統(tǒng)仿真模型框圖 ,通過在仿真 中對系統(tǒng)的 仿真數(shù)據(jù)進行觀察分析 , 證明建立 的仿真模型用在 UWB 通信中是可行的。 第五階段：三稿完成，交于老師批閱并定稿。 Channel。最后使用 Simulink 軟件作為仿真工具，建立了 UWB 系統(tǒng)的發(fā)射、接收和信道模型，對 CM1信道下的超寬帶無線通信系統(tǒng)的性能進行了仿真研究，并分析了仿真結(jié)果，該研究對設(shè)計高性能的超寬帶無線通信系統(tǒng)具有一定的積極意義。 超寬帶無線通信的概述 近年來，人們對無線個人局域網(wǎng) (WPAN)的關(guān)注不斷升溫。 超寬帶無線通信技術(shù)的研究歷史 及現(xiàn)狀 無線通信技術(shù)的歷史可以上溯到 一 百多年 前的波夫和馬可尼發(fā)明的無線電報地時代。飛利浦 (Philips)公司和美國通用原子公司 (GA，General Atomies)在 2021 年 1 月簽訂了 一 個備忘錄，決定聯(lián)合開發(fā)速率高達(dá) 480Mb/s 的 UWB 芯片組。前 一 種方案利用的是直接序列碼分多址 (DSCDMA， Direct Sequence Code Division Multiple Access)技術(shù)，也叫 DSUWB。最后通過對系統(tǒng)的仿真運行，分析系統(tǒng)的頻譜和誤碼率，并根據(jù)仿真的結(jié)果來對設(shè)計做出了調(diào)整。 超寬帶脈沖的產(chǎn)生 超寬帶窄脈沖的產(chǎn)生，通常要滿足下列條件 :脈沖寬度要窄，實現(xiàn)超寬帶沖激無線通信的脈沖寬度通常在 1ns 以下 。對于半導(dǎo)體器件實現(xiàn)，器件的開關(guān)特性是實現(xiàn)窄脈沖產(chǎn)生器的關(guān)鍵。最常用的超寬帶信號是高斯單周期 (Monocycle)脈沖或者其各階微分波形。 但是為了有效輻射，產(chǎn)生的脈沖應(yīng)具備 一 個基本條件 :無直流分量。減小 a 的值將會使脈沖寬度壓縮，從而擴展傳輸信號的帶寬。三者之間的 一 般關(guān)系式。 PAM 調(diào)制是通過改變脈沖幅度的大小來傳遞信息的 一 種脈沖調(diào)制技術(shù) ,PAM 調(diào)制既可以改變脈沖幅度的極性，也可以僅改變脈沖幅度的絕對值的大小。 多脈沖調(diào)制 實際上，為了降低單個脈沖的幅度或提高抗干擾性能，在超寬帶脈沖無線系統(tǒng)中，往往采用多個脈沖傳遞相同的信息，這就是多脈沖調(diào)制的基本思想。在第二步中，根據(jù)需要傳輸?shù)男畔⒈忍兀琍AM 調(diào)制同時改變每組脈沖的幅度， PPM 調(diào)制同時調(diào)節(jié)每組脈沖的時間位置， BPM 同時改變脈沖的極性。路徑損耗模型主要用于描述發(fā)射機和接收機之間距離大于 5 米以上的信號強度的變化，它表征了接收信號在 一 定時間內(nèi)的均值隨傳播距離的變化呈現(xiàn)出緩慢變化。 超寬帶信道模塊設(shè)計 超寬帶信道傳播的主要特點是 :由于發(fā)射機和接收機之間存在多 14 條傳播路徑 ,發(fā)射信號傳播之后會產(chǎn)生多個經(jīng)過時延和衰落的信號。從表 可以看出 4 種信道模型中多徑時延最大值為 25 ns。 17 二 階 高 斯 脈沖 產(chǎn) 生輸 出模 板 信 號積 分 圖 UWB 信號相關(guān)仿真圖 18 5 超寬帶（ UWB）無 線通信系統(tǒng) 的 simulink 建模 系統(tǒng)的 總體結(jié)構(gòu) 本系統(tǒng) 的 構(gòu)建 基于 IEEE 標(biāo)準(zhǔn) 中 的多頻帶正交頻率復(fù)用（ OFDM） UWB 提案。 第二個轉(zhuǎn)換器 將輸出轉(zhuǎn)換為雙精度浮點（ 相當(dāng)于 D/A 轉(zhuǎn)換器）。 24 星座圖 仿真分析 圖 信道估計 /補償后的星座圖 如圖 經(jīng)過 信道估計 /補償 模塊 后的星座圖成明顯的 X型，達(dá)到了 該模塊構(gòu)建的目的 。 26 參考文獻(xiàn) [1]Moe Z Win ， Robert A Scholtz. 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