通信工程畢業設計-uwb超寬帶通信系統的設計與仿真-資料下載頁

【導讀】導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產權爭議，經發表或撰寫過的作品成果。對本設計的研究做出重要貢獻的個人和。集體均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果。無線通信是當今通信技術的一個大主題。隨著時代的進步以及電子產品的普及，人們對計算機、通信、家用電器等消費電子之間無線融合的需求指明了無線通信技術發展的主要方向。跟蹤、準確定位和無線通信開啟了一扇新的大門。不論在軍用、警用通信,還是在民用通信中都將有著廣闊的應用前景。UWB通信系統的-10dB帶寬至少為500MHz。設置和具體的配置要求，最后在matlab系統下進行simulink仿真，觀察仿真結果，驗證系統的合理。第一階段：2021年春節前確定論文題目，并完成任務書，與老師進行交流。最后使用Simulink軟件作為仿真工具，建立了UWB系統的發射、接收和信道模型，究對設計高性能的超寬帶無線通信系統具有一定的積極意義。

　　

【正文】 tion ’93， Bedofdr[J].1993. [9]A Muqaibel ， B Woerner and S Riad. Application of Multiuser Detection Techniques to ImPulse Radio Time Hopping Multiple Access Systems. IEEE Conference on Ultra Wideband Systems and Technologies[J].2021. [10]G M Maggio， N Rulkov， M Sushehik. Chaotic PulsePosition Modulation for UltraWideband Communication ， 99 ， Washington . [J].1999. [11]徐光明，李少毅，鐘雪鋒 .超寬帶通信系統及實現 [M].電子工程師 .2021. [12]葛利嘉 .超寬帶無線電基礎 [M]. 電子工業出版社 . [13] J. Heiskala and J. Terry, OFDM wireless LANs: a theoretical and practical guide, SAMS[J].2021. 27 致 謝 該畢業設計論文是在 江沸波老師 的悉心指導和嚴格要求下完成的。從設計選題，方案論證到具體設計和調試， 江 老師都給予了很大的幫助。在論文撰寫過程中， 江 老師時時關注，并細致入微的審閱我的論文，提出很多寶貴意見。這不僅提高了我個人的 通信 理論知識水平，而且很好的鍛煉了我的 仿真 能力。 江 老師治學態度嚴謹，學識淵博，為人和藹可親。在此，謹向 江 老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意！ 最后，我要向百忙之中抽空參加論文評審的各位老師表示最衷心的感謝 ! 28 外文文獻翻譯 超寬帶技術的短期或中期范圍 內的 無線通信 杰夫福斯特，英特爾架構實驗室，英特爾公司 埃文格林，英特爾架構實驗室，英特爾公司 斯里尼瓦薩，英特爾架構實驗室，英特爾公司 大衛利珀，英特爾部連接的產品，英特爾公司 關鍵字 ：超寬帶，無線，通訊，局域網，無源光網絡 摘要 超寬帶（ UWB）技術可以大致的 被 定義為 一個 占 有 超過 25％ 中心頻率 的帶寬 ，或者漲幅比 為 的帶寬 的 任何無線傳輸方案 。美國聯邦通訊委員會（ FCC）目前正在制定 措施 限制超寬帶通信系統 的輻射排放量 ， 與家用電腦 管理 的輻射排放量 相同，在 無牌經營的基礎上部署第 有目的的散熱輻射規則。這一規則的改變將使 UWB的 可以 啟用 的 頻譜更有效地利用現有的窄帶系統來覆蓋， 并使得有用的頻譜更為有效 ，但 目前 這是 不允許的 。本質 上 這些設備可以在任何特定地點頻譜的未使用的部分 中使用 。 通過 FCC 最近 的這些 發展 給了 英特爾一個獨特的機會來發展 硬件設施 ，它們可以依靠 存在 于 無線領域大量的 潛在的 優勢 來 利用巨大的可用頻譜，而且正在提供一個 用 來驅動未來的高速率應用 引擎 的 整個行業 的 構思。 29 英特爾 174。架構實驗室（的 IAL） 目前正在研究超 寬帶技術，以更好地了解它的好 處 、 缺陷 和使用 高速率通信 帶來的技術挑戰。本文從潛在的應用程序的監管障礙到 可能的實現和未來的挑戰 向讀者介紹了這項技術 。 簡介 寬帶（ UWB）的技術流行于 20世紀 80 年代，因為 信號的寬 帶性質使它具有非常準確的計時信息， 使它僅用于基于雷達的 應用程序，然而 由于在高速交換技術的最新發展，使 UWB 對于低成本的消費通信應用變得更加有吸引力的。英特爾架構實驗室（ IAL）目前正在內部資助研究項目，其目的是進一步探討延伸到高速率通信領域超寬帶技術的潛在好處和未來的挑戰。 雖然短期超寬帶（ UWB）不是很有說服性，但它確實有助 于從傳統的“窄帶”系統技術以及新的“寬帶”系統通常描述中提到的未來3G蜂窩技術 中 分離出這種技術。 UWB和其他“窄帶”或“寬帶”系統之間有兩個的主要區別。首先，超寬帶系統的帶寬，如美國聯邦通訊委員會（ FCC）的定義，是 25%以上的或超過 。顯然，這種帶寬遠遠大于目前任何技術所采用的通信帶寬。其次， UWB是一個典型的實施載波方式。傳統的“窄帶”和“寬帶”系統使用無線電頻率（ RF）基帶 運載 在頻域 中的信號，并且這些系統允許被操作。相反，超寬帶的實現可以直接調節一個 “脈沖”， 這種脈沖 有一個非常尖銳 的上升和下降時間，因此，在占用的波形產生幾個 GHz 的帶寬。 30 雖然 產生一個 UWB波形有許多其他的 方法， 但 在本文中， 我們 著重 敘述脈沖的超寬帶波形 。 無線替代的手段 為了了解在 無線通信中 超寬帶無線通信 適用于哪些 目前的趨勢，我們 需要考慮一般通信系統試圖解決的問題。尤其是，如果無線是一個理想的媒介，可以用它來傳送 ， ， ， ， 。 不幸的是，不可能 尋在實現一個 同時 具備這五種特性 的通信和 雙向通信流系統，如果其他的要做好 ，必須放棄一個或多個特性。原來的無線系統用于測量大型橋梁的 距離，以便使雙方聯系在一起。然而，最近的一個無線電歷史顯示了對于 其他四個屬性的距離費用 存在 明顯提高的趨勢。蜂窩電話 系統就 是最明顯的例子，覆蓋 300 米到 30 公里的范圍 。短距離允許頻譜再利用，從而服務更多的用戶，并且系統是可行的，因為它們是由一個基本的有線基礎設施中的移動電話網絡來支撐的。在過去數年，甚至更短距離系統，從 10 到 100 米，已經開始出現 ,帶動了 以 數據 應用為主。在這里，有線互聯網是基礎設施，而不是電話網絡。許多人期待短距離無線和有線互聯網結合成 一個快速增長的補充數據，語音，音頻和視頻 的 下一代的蜂窩系統。四大趨 31 勢正在推動短距離 尤其 是超寬帶 無線 通信的 普及： (1)對于無線數據能力的便攜式設備日益增加的 對 高帶寬 需求， 以及低于目前可用 技術的 成本和功耗。 （ 2）擁擠的頻譜分割 卻以傳統的方 式 被 監管部門分段和控制 。 （ 3）高速有線接入的企業，家庭上網速度，和公共空間的增長。 （ 4）信號處理半導體成本和功耗 的收縮 。 趨勢 1和 2要求系統 不僅 僅是提供 高比特率峰值，而且還需要 高容量，以及空間，其中空間容量被定義為 /秒 /平方米 /位。正如電話功能的蜂窩電話網絡，趨勢 3 使 高帶寬 成為可能 ， 包括 在建的服務提供低功率短距離如使用藍牙和 IEEE 成為可能 。最后，趨勢 4讓這些本來 在幾年前不切實際技術的信號處理的使用成為 了 可能。 ，使 超寬帶（ UWB）技術實用成為 最終的趨勢 。 按預期，新興的短期和媒介變化無線標準各有不同，隱含的空間容量 大小分配使用 。例如： （ 1） 有 100 米額定工作范圍。在 ISM 頻段，可用頻譜大約為 80MHz。因此，在一個有 100米， 3 22MHz IEEE 的系統能在不干擾的基礎上，各有 一 峰值為 11Mbps 的速度 半徑。該合計速度 33Mbps，由圓的面積劃分，產量約 1000 比特 /秒 /平方米的空間容量。 ? （ 2）藍牙，是一種 低功耗模式，具有 在 額定 10米范圍內，峰值在空中的 1Mbps 的速度。研究表明，大約 10 藍牙“微網”能以最小的退化同時操作在同一個 10米的圓一個 10Mbps的產生總的速度。除以圓的面積這個速度產生約 30,000 比特 /秒 /平方米的空間容量。 32 （ 3） 是預計有一個 50 米的工作范圍和 54Mbps 的峰值速度 的項目 。由于在 5GHz 范圍內的 U 型國家信息基礎設施帶下部的200MHz的可用頻譜， 12這種系統可以同時運行在一個 50 米環路 中 ，并可以聚集 648Mbps 的速度。預計該系統的空間容量約 為 83,000 比特 /秒 /平方米。 （ 4） UWB 系統按照 他們的預測 具 有很大的不同功能，但有超寬帶技術的開發商已經測量在 10米范圍和項目等六大系統可以在同一個 10米半徑 有 超過 50Mbps的峰值 并且 只有很少的操 作降解速度 ??。按照同樣的程序，預計該系統的空間能力將超過 100萬比特 /秒 / 平方。 目前的低數據速率無線局域網（ WLAN）和無線個人區域網絡（ WPAN）能夠達到 110Mbps 的數據傳輸速率，通常用于諸 如分組交換數據和無線語音電話應用，使用時分多址（ TDMA）語音電路。例如技術支持這些應用的 IEEE （ WiFi的）藍牙和 HomeRF網絡標準。由于 ETSI BRAN HiperLAN / 2 *標準（相當于歐洲的）已添加原始數據的物理層速率高達 54Mbps 規格，應用空間擴大到包括音頻 /視頻這些數據應用的更高速率。這些不同類型的流量對于服務參數的 不同 有不同的條件要求，量化為每個應用程序對這些用戶的網絡性能。因此，例如，語音電話和視頻電話會議應用在延遲和抖動性能 方面有 嚴格 要求。音頻或者視頻 的 應用需要大量帶寬，可能需要 關閉 同步（例如，連接立體聲揚聲器環繞聲系統）。超寬帶（ UWB）系統，與他們在短距離上 相比具有 非常大的數據速度的潛力，自然是要為網絡的數據源和匯聚高寬帶這類使用。因此，這將是在向 33 MAC設計時考慮這些超寬帶系統的 MAC層設計等標準進行。 MAC 層最重要的無線網絡功能，包括信道接入控制，保持服務質量（ QoS），并提供安全性。 34 外文文獻原文 UltraWideband Technology for Shortor MediumRange Wireless Communications Jeff Foerster, Intel Architecture Labs, Intel Corp. Evan Green, Intel Architecture Labs, Intel Corp. Srinivasa Somayazulu, Intel Architecture Labs, Intel Corp. David Leeper, Intel Connected Products Division, Intel Corp. Index words: UWB, wireless, munications, LAN, PAN ABSTRACT UltraWideband (UWB) technology is loosely defined as any wireless transmission scheme that occupies a bandwidth of more than 25% of a center frequency, or more than . The Federal Communications Commission (FCC) is currently working on setting emissions limits that would allow UWB munication systems to be deployed on an unlicensed basis following the Part rules for radiated emissions of intentional radiators, the same rules governing the radiated emissions from home puters, for example. This rule change would allow UWBenabled devices to overlay existing narrowband systems, which is currently not allowed, and result in a much more efficient use of the available spectrum. Devices could, in essence, fill in the unused portions of the frequency spectrum in any particular location. 35 These recent developments by the FCC give Intel a unique opportunity to develop equipment that could potentially take advantage of the vast amount of usable spe