超寬帶通信仿真平臺研究與設(shè)計.pdf

1、超寬帶(Ultra—Wideband UWB)無線通信是新興的短距無線通信技術(shù)，與傳統(tǒng)載波調(diào)制通信方式相比具有發(fā)射功率低、通信容量大、頻帶寬、抗多徑干擾能力強、分辨率高、設(shè)備成本低等獨特的優(yōu)勢。近幾年學(xué)術(shù)界對超寬帶通信技術(shù)研究的不斷深入，超寬帶通信技術(shù)的應(yīng)用開發(fā)需要仿真測試平臺，超寬帶通信仿真平臺為超寬帶通信的仿真和應(yīng)用研究提供了基礎(chǔ)。 以“非實時超寬帶通信仿真平臺”項目為背景，通過對超寬帶沖激無線電(IR—UMB)體制信號產(chǎn)生

2、控制、傳輸、接收、解調(diào)等理論進行的深入研究，提出一種超寬帶通信仿真平臺的設(shè)計方案。采用仿真平臺控制器控制脈沖發(fā)生器生成TH—PPM/DS—BPSK制式的UWB信號，通過自制超寬帶TEM喇叭收發(fā)天線傳輸、由存儲示波器受控接收采集，再對信號進行軟解調(diào)。其中仿真平臺控制器利用S3C2410高處理性能完成信號合成，存儲器實現(xiàn)數(shù)據(jù)和程序植入，LCD屏與觸摸板用于人機交互，針對超寬帶脈沖源器件外部ECL電平觸發(fā)原理，設(shè)計了脈沖源接口電路用于TTL—

3、ECL轉(zhuǎn)換及其速率控制。在此硬件基礎(chǔ)上進行了嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境的構(gòu)建，包括建立交叉開發(fā)環(huán)境，對Bootloader的分析和移植，完成Linux內(nèi)核配置與移植并建立了文件系統(tǒng)，設(shè)計了脈沖源接口電路驅(qū)動和超寬帶信號發(fā)送控制程序，為建立友好的圖形用戶界面，對Qtopia圖形界面文件系統(tǒng)進行了移植并設(shè)計了基于Qt的圖形界面。根據(jù)超寬帶信號傳輸?shù)男枰谱隽硕ㄏ蜉椛淠芰姡?10dB(對應(yīng)駐波比ρ＜2)阻抗帶寬約為400MHz～5GHz的TE

4、M喇叭天線。針對弱UWB信號解調(diào)問題，根據(jù)BPSK信號小信噪比下的a域包絡(luò)特性，采用循環(huán)譜檢測技術(shù)檢測出信號載頻、碼元速率和幅度等信息，并使用自適應(yīng)濾波器，應(yīng)用LMS(最小均方誤差自適應(yīng)算法)濾除噪聲，提高了平臺的抗干擾性。對仿真平臺進行的距離和通信干擾測試表明，平臺在1.7m范圍內(nèi)通信正常，衰減小于34dB，并具備一定的抗干擾性。 研發(fā)的超寬帶通信仿真平臺，采用了嵌入式控制技術(shù)簡化了人工控制的難度，提高了平臺可靠性，軟解調(diào)采用