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超宽带(Ultra-Wideband,UWB)无线通信技术,作为未来短距离高速无线通信与测距定位系统的最佳解决方案之一,是近年来通信领域兴起的研究热点。其中,Chirp超宽带(Chirp-UWB)技术以低功耗、低成本、低物理复杂度、高频谱利用率、高系统容量、高传输速率、强抗多径干扰能力和抗多普勒频偏能力等一系列优点,于2007年成为IEEE802.15.4a物理层标准之一,备受学术界和产业界的关注,在短距离无线通信如无线个人局域网、无线传感器网络中具有广泛的应用前景。 本文讨论了一种基于Chirp-UWB技术的无线通信方案,对Chirp-UWB技术做了大量的研究。文中介绍和分析了Chirp-UWB通信的基本原理,包括Chirp信号的分类,Chirp-UWB信号时域脉压特性与频域扩频特性;研究了Chirp-UWB通信的调制方式,主要有Chirp率调制和直接调制(DM),分析了匹配滤波和分数阶傅里叶变换解调方法,总结了接收机物理实现采用声表面波滤波器和数字匹配滤波器的优缺点。 针对发射机采用的 Chirp-OOK调制方式,重点阐述了基于锁相环的Chirp-UWB通信接收机的解调方案。从数学理论上推导了该方案的解调原理,并利用MATLAB/SIMULINK工具对接收机方案进行了建模和仿真,分析验证了该方案的可行性,得到Chirp-UWB通信系统各个模块的相关参数,为接收机电路的设计提供理论参考。详细介绍了接收机中如载波跟踪锁相环(PLL),自动增益控制( AGC)电路和能量检测器等关键模块的硬件设计过程。锁相环的设计是Chirp-UWB通信接收机解调的关键部分;AGC的使用是该解调方案的特色,它使得送往接收机后级的信号电平维持稳定,提高检测灵敏度。在室内无线环境中进行了Chirp-UWB通信系统的硬件测试。实验表明:载波跟踪锁相环的Chirp-UWB接收机解调方案是可行的,该方案具有抗干扰能力强、数据解调可靠、通信速率高、成本低和功耗低等优点,为Chirp-UWB技术在通信中的应用提供有益的参考。