超宽带通信技术实现了短距离内超带宽、高速的数据传输,成为短距离无线通信的新宠。其中,基于Chirp扩频的超宽带技术在2007年成为IEEE 802.15.4a物理层标准之一,是一种在未来无线通信领域具有巨大发展潜力的新型无线通信技术。由于Chirp超宽带通信技术隐蔽性好、抗多径和窄带干扰能力强、传输速率高、系统容量大、穿透能力强、低功耗、系统复杂度低和频谱利用率高等一系列优点,引起了研究者们的广泛关注。本文从Chirp超宽带基础理论出发,研究其调制技术,同步技术以及系统的硬件实现结构,设计并实现Chirp超宽带无线通信关键技术验证系统。在系统平台上进行大量的实验,从实践上验证Chirp超宽带技术的各种特点,调制方案和同步技术,验证Chirp超宽带系统在短距离内通信的可行性。主要内容包括:介绍短距离室内无线信道的特殊性,为克服其衰落和多径效应的影响,通常采用直接序列扩频技术和跳频扩频技术,鉴于这两种技术的高速率PN发生器难以实现,因此引出了Chirp扩频技术,从而比较全面地介绍了基于Chirp扩频的超宽带技术其中包括脉冲压缩技术,Chirp扩频原理和Chirp超宽带技术的特点。总结Chirp超宽带通信系统的调制方式和时间同步技术。二进制正交键控调制是一种最常见的调制方式,Chirp信号被用于表示调制后的符号,但是传输速率不高,改进的四进制双正交键控调制可以使传输速率提高一倍。而在直接调制中,Chirp信号仅用于扩展已调信号的频谱,可以用高阶调制来提高传输速率。基于功率谱估计的时间同步方法由于其硬件实现电路比较复杂,因而系统方案里采用基于反馈和信道时间联合估计的时间同步方法,提出了四种基于不同调制方式下的易实现系统方案。对使用四种不同调制方式的Chirp超宽带系统,设计了易于实现的全数字基带硬件电路结构,并用Verilog硬件描述语言在FPGA硬件平台上完成实现,验证了BOK,QBOK,DBPSK+DM和16QAM+DM四种调制方式,评估了基于反馈的时间同步方法和信道时间联合估计的时间同步方法,最后在通用软件无线电硬件开发平台上进行了实际的测试,测试结果和理论是吻合的。搭建Chirp超宽带无线通信关键技术验证系统的目的,是提供一个Chirp超宽带的硬件解决方案,并且在其系统平台上可以验证以后提出的和未来即将提出的关键技术和算法。为了衡量其性能,设计了基于巴克码进行帧同步的误码率测试电路,分别对基于这四种不同调制方式的Chirp超宽带系统,在不同通信距离下进行误码率测试,计算各个系统在不同通信环境下的误码率,最后对实现的四种系统的资源占用情况进行对比。