超宽带信道研究

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1、超宽带传播信道摘要：对于UWB设计以及通信与信息理论的调查研究的必要条件是要理解UWB的传播信道。本文研究调查了关于UWB传播信道的基本内容，并提出了不同与传统传播信道的地方。如果相对宽带太大，这个传播过程会发生频变，因此路径会丢失后者被屏蔽，同时著名的非相关散射模型将不再适用。如果绝对宽带太大，脉冲响应的形状以及衰落信号的数据会发生改变。本文也描述了测量UWB信道和提取通道参数的方法。本文对信道适用和UWB其他领域的研究的相关性也进行了说明。I.引文在电子通信技术上的一个新趋势可增加宽带的占线率通过雇用信号。新趋势的发

2、生基于两方面，一方面是对信息率的不断需求，例如语音通对速率的需求是10KB/S，而新的应用程序，像视频点播需求的速率是10MB/S，甚至更多。另一方面，一些多址计划，像CDMA的传输需要更大的宽带信号，为了更好地实现他的优势，像信号变弱的坚固性等，我们需要提高多址的容量以及对信号干扰的免疫力。UWB电子设备通过占用500MHz或者更高的宽带，把他推向一个限值。因此，UWB系统能够充分利用宽带的优势。学术研究社群和工业研究社群对UWB通信产生了浓厚的兴趣，尤其是近15年，之所以产生兴趣是因为以下因素：理论上的突破，尤其是2

3、0世纪90年代，win和Scholtz发明了调试脉冲设备。新的通信法规，特别是联邦通信委员会2002年在美国的决定，使得UWB电子设备可以在微波测距领域的无证运行。由于数码和模拟电路上的发展使得UWB信号的生成和处理成为可能且价格合理新应用技术的发展需要UWB信号所提供的独特特征，极高的数据传输速率，精确测距和定位，隐藏高数据速率通信基于这些应用技术在UWB技术不断发展，产生了5000多篇关于这个主题的研究论文，同时形成了一些新的通信标准。与其他人通信系统一样，UWB通信的极值是由系统所运行的传输信道决定的。更甚，可以说

4、任何一个实用化的系统的性能都是由信道所决定的，其设计，测试，以及精密的链接都是基于我们对传输信道的理解。然而，以下三个问题对于UWB信道的研究者经常会被问到：对于传输信道我们为什么不能使用现有的见解和模型呢？毕竟，在无线传输领域已有数千篇论文发表。此问题的答案的关键在于UWB传输信道的表现形式从根本上是不同于传统的信道。这些不同点在于UWB传输信道拥有很大的绝对和相对宽带。为什么UWB传输信道不同于传统的信道呢？毕竟，信道并不依赖与系统的运行。此问题的第一个答案是：原则上，它是正确的。可是，传输的研究是一门相关性的艺术。

5、无线电的传输是一个极其复杂的过程，并且它几乎是不可能被发现的，无论在实践上还是理论上都不能用通用的描述和模型表现出来。恰恰这个模型是集中于相应的具体系统的效果上。例如，UWB信道的脉冲响应能够被稀疏。这个效应是信道道的一个基本性能，与空间散射对象的位置有关。然而，在窄频带他就被忽视，系统里的带通滤波器会弄脏信号。所以脉冲响应的稀疏是不与系统相应的。另一方面，在UWB里，滤波器是很宽的，因此，这个效应仍然保留了有关的信号处理。为什么我们这么麻烦呢？只要建立一个系统去试验就OK了。这在任何情况下都比基于模型去测量，建模传输信

6、道和模拟系统性能更加精确。（1）重新设计一个恒量场的循环是一个极其昂贵的建立通信系统的方法。尤其是对于标准化的系统，这样的方法是绝对不可能的。即使，当测试结果显示在一个给定的环境下系统不能良好的运行，这也不能马上解释为什么会发生这个问题。另外，对信道和它与系统的相互作用有详细理解才能吧见解转化为可能的解决对策。本文的一个关键之处在于指出了信道特征和系统设计之间的相互作用的关系，并且把传播工作和其他研究领域联系到了一起。对于UWB传播信道的研究已经有很多年了。20世纪初以来，对于短电磁脉冲与标准对象的理论研究已初见成效。然

7、而，这种理论研究直到本世纪才应用到典型的无线场景模拟中。甚者，UWB传播信道的测量工作在20世纪90年代末才完成，首篇关于UWB传播信道模型的研究论文在2001年才发表。尽管在近10年，人类做了大量的研究，但是关于已建立的模型参数化的测量基础仍然有一点模糊。论文的剩余部分安排如下:第二部分涵盖了UWB信道的一些传播现象。第三部分描述了如何测量UWB信道。第四五部分分别阐述了大范围的UWB信道特征和小范围UWB信道特征。关于确定性信道预测和统计性信道模型的综述。II基本的UWB传播A多径传播在无线电传播里一个基本的传播机制

8、是多径传播。事实上，信号可以从TX到RX之间传播通过不同的路径和交互作用。为了更好地理解这个现象，要描述这个通过天线从电磁场发射出来的UWB信号，它可以发射道不同的方向（在传统的传播里，UWB信号是一些窄频的均匀平面波，但是也有可能是其他结构）。在空间里传播的UWB信号可能发生反射，或者折射，当遇到物体时也可能发生散