傳輸參考超寬帶通信系統(tǒng)中的延遲線(xiàn)分析設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).pdf

1、超寬帶(UWB:Ultra-WideBand)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)以其抗多徑干擾、低成本、低功耗、安全性高等優(yōu)勢(shì)具有廣闊的應(yīng)用前景。其中，傳輸參考-超寬帶(TR-UWB:Transmitted-Reference Ultra-WideBand)系統(tǒng)因采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且不需要信道估計(jì)與同步的自相關(guān)接收機(jī)(AcR: autoeorrelation receiver)而備受關(guān)注。超寬帶延遲線(xiàn)(DL: Delay Line)作為T(mén)R-UWB接收機(jī)的關(guān)鍵模塊

2、，直接影響著系統(tǒng)的性能。一個(gè)具有超寬帶特性且平穩(wěn)延遲的延遲線(xiàn)實(shí)現(xiàn)也一直是挑戰(zhàn)。本文以低速短距離TR-UWB接收機(jī)應(yīng)用需求為牽引，以低成本、低功耗為設(shè)計(jì)目標(biāo)，圍繞非理想群延時(shí)對(duì)系統(tǒng)誤碼率(BER: Bit Error Rate)性能影響，基于智能優(yōu)化算法的傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)，基于微帶線(xiàn)的硬件架構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化等方面，對(duì)超寬帶延遲線(xiàn)進(jìn)行系統(tǒng)的研究。主要貢獻(xiàn)包括以下幾個(gè)方面:
　　 (1)在Nakagami-m衰落信道下，基于高斯近似(GA:Ga

3、ussian Approximation)分析方法研究了群延時(shí)波動(dòng)(GDR: Group Delay Ripple)對(duì)TR-UWB系統(tǒng)條件誤碼率的影響和群延時(shí)波動(dòng)范圍(GDRR: Group Delay Ripple Range)對(duì)系統(tǒng)平均誤碼率的影響。從系統(tǒng)的角度出發(fā)，基于GDRR設(shè)計(jì)的方法能直接評(píng)估所設(shè)計(jì)的延遲線(xiàn)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，同時(shí)給出了允許的相位畸變?nèi)蒎e(cuò)程度以便于在設(shè)計(jì)中對(duì)系統(tǒng)性能和復(fù)雜度進(jìn)行權(quán)衡。
　　 (2)針對(duì)超寬

4、帶延遲線(xiàn)傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)，提出基于步進(jìn)二分差分進(jìn)化(SD/DE:Stepping-Dichotomy/Differential-Evolution)的智能優(yōu)化算法。該算法以二階基本單元群延時(shí)響應(yīng)疊加為基本思想，以群延時(shí)為目標(biāo)函數(shù)，采用最大-最小準(zhǔn)則(Maximin Criterion)，將差分進(jìn)化算法嵌套于步進(jìn)二分算法中，實(shí)現(xiàn)了超寬帶帶通延遲線(xiàn)在任意給定帶寬、平均群延遲及波動(dòng)范圍下的傳遞函數(shù)設(shè)計(jì)。較傳統(tǒng)算法和其他智能優(yōu)化算法而言，能自適應(yīng)地

5、求出系統(tǒng)所需最小階數(shù)并能更快收斂于最優(yōu)結(jié)果。該方法將整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)難度下降為對(duì)基本單元的設(shè)計(jì)，再將基本單元級(jí)聯(lián)即可，因此，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
　　 (3)以分析得到的TR-UWB系統(tǒng)接收機(jī)延遲線(xiàn)延遲量和容錯(cuò)誤差為指標(biāo)，根據(jù)平行耦合線(xiàn)理論，實(shí)現(xiàn)了基于級(jí)聯(lián)不等長(zhǎng)(Noncommensurate)C型支節(jié)架構(gòu)的超寬帶延遲線(xiàn)。利用推導(dǎo)出的C型支節(jié)的群延時(shí)表達(dá)式，采用提出的步進(jìn)差分進(jìn)化算法得到初始的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)值。在此過(guò)程中，通過(guò)分析