超宽带通信系统

第1章绪论

1.1超宽带无线通信技术概述

1.2脉冲超宽带的特点与优势

1.3本书后续章节的安排

参考文献

第2章超宽带信号传播特性及信道模型

2.1超宽带信号传播特性综述

2.1.1超宽带信号传播的弱衰落性

2.1.2超宽带信号的强透射性

2.2信道测量技术

2.2.1概述

2.2.2时域测量技术

2.2.3频域测量技术

2.2.4时域与频域方法比较

2.2.5测量过程

2.3时域和频域典型测量案例及后期数据处理方法

2.3.1时域测量案例及后期数据处理方法

2.3.2频域测量案例及后期数据处理方法

2.4信道模型

2.4.1自由空间传播的Friis传输方程

2.4.2带有地面反射传播的双径模型

2.4.3超宽带多径传播模型

2.4.4IEEE802.15.3a超宽带室内信道模型

2.4.5现有超宽带信道模型研究的局限性

2.5信道模型的进一步研究

2.5.1超宽带室内视距环境多径传播模型

2.5.2超宽带室内非视距环境多径传播模型

2.6本章小结

参考文献

第3章超宽带系统中的脉冲波形

3.1超宽带系统对发射脉冲波形的要求

3.1.1基本要求

3.1.2增强要求

3.2高斯类函数

3.2.1高斯脉冲及其导函数

3.2.2瑞利脉冲

3.3正交Hermite脉冲

3.3.1正交Hermite脉冲的特性

3.3.2施密特正交化的正交Hermite脉冲

3.4椭球波函数

3.5Parks-McClellan算法

3.6半正定规划算法

3.6.1半正定规划算法的基本思想

3.6.2对半正定规划方法的进一步分析与改进

3.7基于正交展开的波形设计

3.7.1正交展开方法概述

3.7.2基于正交Hermite脉冲的正交展开方法

3.7.3正交波形的设计

3.7.4对天线的失真预补偿

3.7.5动态频谱接入的波形设计

3.7.6仿真实例

3.8各种脉冲波形的比较

3.8.1对于基本要求的满足情况

3.8.2对于增强要求的满足情况

3.8.3现有波形的比较

3.9本章小结

参考文献

第4章超宽带调制及多址

4.1调制技术

4.1.1脉冲幅度调制

4.1.2脉冲位置调制

4.1.3脉冲波形调制

4.1.4M-BOK调制

4.1.5几种调制方式的比较

4.2多址接入技术

4.2.1跳时多址接入

4.2.2直接序列多址接入

4.2.3脉冲波形多址接入

4.2.4几种多址技术接入的比较

4.3超宽带发射信号的功率谱特性

4.3.1采用TH多址接入方式的超宽带系统功率谱分析

4.3.2跳时码及调制方式对功率谱的影响

4.3.3具有时间抖动的功率谱

4.3.4多径信道中TH信号的功率谱

4.3.5多进制调制对功率谱的影响

4.4本章小结

参考文献

第5章脉冲信号接收技术

5.1RAKE接收机

5.1.1RAKE接收机的原理

5.1.2多径分集接收策略

5.1.3多径合并策略

5.1.4RAKE接收机实际传输能力分析

5.2传输参考接收机

5.2.1简单TR接收机

5.2.2差分TR接收机

5.2.3平均TR接收机

5.2.4各种TR接收方式的比较

5.3频移参考接收机

5.4能量检测接收机

5.4.1基于OOK调制的能量检测接收机误码率性能分析

5.4.2基于PPM调制的差分能量检测接收机误码率性能分析

5.4.3能量检测接收机的优化

5.5能量检测系统的信号捕获

5.5.1信号捕获命中集的推导

5.5.2不同平均方式的分析

5.5.3数值与仿真结果比较

5.6本章小结

参考文献

第6章超宽带天线原理及设计

6.1偶极场

6.1.1电偶极场

6.1.2磁偶极场

6.1.3偶极子的行为

6.2线天线和平面天线的时域特性及其实例

6.2.1分析的一些基本原理和假设

6.2.2实例

6.3超宽带天线的基本参数及其与传统天线的不同

6.3.1天线带宽

6.3.2天线Q值

6.3.3超宽带天线和传统天线的不同

6.4典型超宽带天线

6.4.1TEM喇叭天线

6.4.2双圆锥天线

6.4.3对数周期天线和螺旋天线

6.4.4分形天线

6.4.5缝隙天线

6.5本章小结

参考文献

第7章超宽带技术的应用及其未来发展方向

7.1超宽带技术的应用现状

7.1.1军事应用

7.1.2商业应用

7.2超宽带技术与无线传感器网络的完美结合

7.2.1无线传感器网络

7.2.2超宽带体制无线传感器网络中的关键技术

7.3测距与定位

7.3.1脉冲超宽带定位技术

7.3.2基于TOA测距的超宽带定位

7.3.3TOA估计

7.3.4NLOS问题的处理

7.4应用实例

参考文献

　　本书重点研究了脉冲体制的超宽带技术，具体内容包括：超宽带系统的传播特性及信道模型，脉冲波形设计，调制解调及多址接入方式，脉冲信号接收技术，天线设计以及超宽带技术的应用和发展等。本书适合于电子通信类专业高年级本科生、研究生以及工程技术人员使用。　　作为IEEE802.15.4a的物理层标准之一以及IEEE802.15.3a的候选技术之一，脉冲超宽带技术近年来受到了国内外学术界和产业界的广泛关注，我国的相关部委也投入了大量的人力、物力开展对该技术的研究，本书就是在国家自然科学基金重点项目“超宽带高速无线接入理论与关键技术”(60432040)的支持下编写完成的。　　本书以室内、短距离、高速的通信环境为背景，以设计满足体积小、简单、功耗低、重量轻，尽可能简化设备结构、不使用复杂技术等要求的超宽带设备为目标，突出时域“脉冲”特性，从系统论的角度，讨论和论述对组成系统的部件所进行的多种参数折中和优化。其主要内容包括超宽带系统的传播特性及信道模型，脉冲波形设计，调制解调及多址接入方式，脉冲信号接收技术，天线设计以及超宽带技术的应用和发展等。书中既有对基本概念的剖析，也有对关键技术的详细介绍，适合于电子通信类专业高年级本科生、研究生以及工程技术人员使用。