60GHz脈沖通信系統(tǒng)相關(guān)問題研究.pdf

1、隨著多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，具有高清分辨率的電影和電視制作日益增加，人們對能夠?qū)崿F(xiàn)高傳輸速率的無線通信的需求越來越迫切。但當前主要用于短距離無線通信的相關(guān)技術(shù)，如Wi-Fi、UWB等，因頻譜資源、發(fā)射功率等因素的限制，無法實現(xiàn)Gbps級的傳輸速率。60GHz無線通信技術(shù)憑借高達數(shù)Gbps的傳輸速率，免許可使用的數(shù)GHz帶寬和高達10W的發(fā)射功率，超強的抗干擾能力和易阻隔特性等優(yōu)勢，使其成為實現(xiàn)短距離高速無線通信的首選技術(shù)，被認為是未來最有

2、發(fā)展前途的無線傳輸之一，受到了廣泛的關(guān)注。
　　目前，關(guān)于60GHz無線通信技術(shù)研究的熱點主要包括60GHz高速無線通信芯片工藝、信道測量、收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計以及硬件電路設(shè)計等，而對60GHz脈沖發(fā)生器的設(shè)計方案、容量或者誤碼率的分析等少有涉及和研究。而且，到目前為止，幾乎所有的60GHz脈沖系統(tǒng)方案的設(shè)計都是在單載波或OFDM調(diào)制技術(shù)的基礎(chǔ)上來實現(xiàn)的，但這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功耗高、對多徑衰落敏感，會花費較高的成本和代價，不利于系統(tǒng)整體

3、的設(shè)計和實現(xiàn)。
　　基于以上問題，本文從有載波和無載波兩種方式設(shè)計了幾種60GHz脈沖，并在此基礎(chǔ)上提出了一種60GHz脈沖發(fā)生器的設(shè)計，且均符合FCC頻譜掩模的規(guī)定。通過對幾種脈沖的比較可知，在相同信噪比下，其誤碼率差別很小，性能改善也不明顯，所以在選擇脈沖時，要綜合考慮各方面的影響因子，最終確定理想的設(shè)計方案。雖然，基于載波的60GHz脈沖的頻譜利用率稍微低于無載波60GHz脈沖，但是在硬件實現(xiàn)上電路結(jié)構(gòu)比較簡單，易于電路設(shè)計

4、和系統(tǒng)的實現(xiàn)，所以優(yōu)先選擇。
　　本文針對以上問題展開闡述，首先對60GHz無線通信的背景進行了簡單描述，介紹了60GHz無線通信的特點與優(yōu)勢、研究現(xiàn)狀以及面臨的問題和挑戰(zhàn)。其次介紹了60GHz毫米波傳播特性和信道模型，且主要介紹了IEEE802.15.3c信道模型:大尺度衰落和小尺度衰落的相關(guān)特性，并為其建立了數(shù)學(xué)模型，以便后續(xù)研究。然后設(shè)計了三種60GHz脈沖波形并提出了一種基于頻譜搬移法的60GHz脈沖發(fā)生器的設(shè)計，并進行了

5、容量和誤碼率的性能分析。
　　本文通過對60GHz脈沖系統(tǒng)的性能研究，有如下幾點結(jié)論:一，脈沖波形的選擇十分重要，會影響整個系統(tǒng)的性能，所以要合理地設(shè)計60GHz脈沖。二，60GHz無線通信系統(tǒng)是適用于短距離的高速無線通信。三，CM1信道的信號能量主要集中在第一條即最先到達的多徑內(nèi)，其他路徑所含能量可以忽略不計。CM2信道下，由于反射、散色等因素影響，多徑現(xiàn)象表現(xiàn)的非常明顯，能量也比較分散，最先到達的路徑并非能量最集中的路徑，是典

6、型的頻率選擇性多徑衰落信道。四，參數(shù)的選擇和設(shè)置也對脈沖波形有著重要的影響，所以要合理地設(shè)置參數(shù)，讓仿真結(jié)果更接近實際需要。
　　本文對60GHz毫米波的特點以及信道的分析、脈沖波形以及脈沖發(fā)生器的設(shè)計、容量和誤符號率的研究工作，在一定程度上對60GHz脈沖無線通信的理論基礎(chǔ)進行了完善，可以為將來相關(guān)系統(tǒng)或電路方面的設(shè)計提供一定的理論支持和幫助，根據(jù)后續(xù)不同的需求，可以對此脈沖發(fā)生器稍加改動，從而可以應(yīng)用于UWB脈沖發(fā)射部分，或者