高速脉冲超宽带系统的设计与实现

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随着通信技术的发展和信息产品的进步,人们对通信质量的要求越来越高。高速、节能的通信方式越来越受到人们的关注。超宽带(Ultra-wideband,简称UWB)技术的出现为短距离无线通信,特别是无线个域网,提供了一个崭新的平台。特别是脉冲超宽带具有的低功耗、低成本以及高速的潜力使超宽带通信成为通信技术研究领域中的一个热点。但是脉冲超宽带信号与传统通信信号的区别也给脉冲超宽带接收机的设计带来困难。如何设计一个简单、高效的脉冲超宽带接收机是超宽带通信中的一个难题。   现有的脉冲超宽带接收机可以分为两类:一类是相关接收机,另一类为非相关接收机。相关接收机的典型是RAKE接收机,它需要精确的时间同步和信道估计。非相关检测器包括能量检测接收机和自相关检测接收机。能量检测接收机结构简单且不需要高速的模数转换器,但是它不能够抵抗窄带干扰和符号间干扰。自相关检测接收机是发射参考系统中常用的接收机。它能够抵抗一定的符号间干扰,但是如何制作精确的模拟延时线来实现相应的信号延迟是一个难题。   本文以低复杂度为目标,考察能量检测器在高速脉冲超宽带系统中可能的利弊。从能量检测的基本模型出发,文章提出了系统物理层的滑动相关捕获算法、能量搜索同算法步和简单的检测算法,并通过隔直的方法,简化能量检测中判决门限的设置,随后通过仿真考察其性能。然后在理论推导和实验室已有的现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称FPGA)平台的基础上,修改已有的媒体控制接入(Media Access Control,简称MAC)层和物理层接口,实现文章所提算法,并通过测试结果验证了系统的正确性和可行性。
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