超宽带通信/定位一体化系统中的通信技术研究

摘要

超宽带(Ultra Wide-band，UWB)是一种采用极窄的时间脉冲(达到纳秒级甚至亚纳秒级)作为信号波形的技术，具有良好的时间分辨率，在测距、定位方面有着其它无线定位系统所无法比拟的优势。因此，超宽带高精度定位系统的研制也成为了国内外超宽带研究的热点。本论文中超宽带的通信/定位一体化系统在达到5cm的定位精度的同时，可以实现低速通信。
　　 本文主要工作概括如下：
　　 1.提出一种利用光纤传输实现参考站同步，采用TDM方式获取TDOA值的超宽带通信/定位一体化系统的实现方案。
　　 2.提出了上行链路低速率通信方案，给出了通信技术参数并对整个系统中的无线通信系统部分进行了链路仿真，包括AWGN环境和窄带干扰环境下的性能，干扰和多径影响下的捕获率，仿真结果表明DS-BPSK超宽带系统具有良好的抗干扰能力；而对多用户干扰的性能仿真则为本系统空间中用户个数的设定提供依据。
　　 3.设计了通信链路的FPGA硬件实现方案，完成了其核心模块的FPGA设计和功能仿真。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1超宽带通信技术的发展状况

1.2超宽带定位技术的发展状况

1.3超宽带通信/定位一体化系统的意义

1.4论文内容安排

第二章UWB通信和定位的基本原理

2.1脉冲无线电

2.1.1脉冲波形

2.1.2 UWB调制方式

2.2 UWB的通信容量

2.2.1 UWB的系统容量

2.2.2 UWB无线通信链路及链路容量

2.3无线定位技术

2.3.1几种无线定位技术

2.3.2无线定位技术的比较

2.4 UWB定位原理

2.4.1超宽带测距原理

2.4.2超宽带定位原理

2.5小结

第三章UWB通信/定位一体化系统中通信子系统设计

3.1 UWB通信/定位一体化系统方案

3.1.1系统方案提出

3.1.2链路预算

3.2下行通信链路

3.2.1具体方案

3.2.2性能分析

3.2.3仿真结果

3.3上行通信链路

3.3.1方案提出

3.3.2性能分析

3.3.3仿真结果

3.4小结

第四章UWB通信子系统模块的FPGA实现

4.1下行链路发射端模块设计

4.1.1 BPSK模块

4.1.2 Gold码扩频模块

4.1.3 1/32占空比和脉冲成形模块

4.1.4下行链路发射端整体模块

4.2上行链路发射端模块设计

4.2.1 M序列扩频模块

4.2.2 1/8占空比和脉冲成形模块

4.2.3上行链路发射端整体模块

4.3上行链路接收端部分模块设计

4.3.1下采样和2bit量化模块

4.3.2捕获模块

4.4小结

结束语

致谢

参考文献