超寬帶通信仿真平臺(tái)研究與設(shè)計(jì).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(qiáng)、分辨率高、設(shè)備成本低等獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。近幾年學(xué)術(shù)界對(duì)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(cè)試平臺(tái)，超寬帶通信仿真平臺(tái)為超寬帶通信的仿真和應(yīng)用研究提供了基礎(chǔ)。 以“非實(shí)時(shí)超寬帶通信仿真平臺(tái)”項(xiàng)目為背景，通過對(duì)超寬帶沖激無線電(IR—UMB)體制信號(hào)產(chǎn)生

2、控制、傳輸、接收、解調(diào)等理論進(jìn)行的深入研究，提出一種超寬帶通信仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案。采用仿真平臺(tái)控制器控制脈沖發(fā)生器生成TH—PPM/DS—BPSK制式的UWB信號(hào)，通過自制超寬帶TEM喇叭收發(fā)天線傳輸、由存儲(chǔ)示波器受控接收采集，再對(duì)信號(hào)進(jìn)行軟解調(diào)。其中仿真平臺(tái)控制器利用S3C2410高處理性能完成信號(hào)合成，存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和程序植入，LCD屏與觸摸板用于人機(jī)交互，針對(duì)超寬帶脈沖源器件外部ECL電平觸發(fā)原理，設(shè)計(jì)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(jìn)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(duì)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(jì)了脈沖源接口電路驅(qū)動(dòng)和超寬帶信號(hào)發(fā)送控制程序，為建立友好的圖形用戶界面，對(duì)Qtopia圖形界面文件系統(tǒng)進(jìn)行了移植并設(shè)計(jì)了基于Qt的圖形界面。根據(jù)超寬帶信號(hào)傳輸?shù)男枰谱隽硕ㄏ蜉椛淠芰?qiáng)，-10dB(對(duì)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(duì)弱UWB信號(hào)解調(diào)問題，根據(jù)BPSK信號(hào)小信噪比下的a域包絡(luò)特性，采用循環(huán)譜檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)出信號(hào)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(tái)的抗干擾性。對(duì)仿真平臺(tái)進(jìn)行的距離和通信干擾測(cè)試表明，平臺(tái)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(tái)，采用了嵌入式控制技術(shù)簡(jiǎn)化了人工控制的難度，提高了平臺(tái)可靠性，軟解調(diào)采用