基于sawddl匹配压缩chirp超宽带通信系统设计与实现.pdf

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本学位论文属于保密在____年解密后适用本授权书。
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摘要

摘要
超宽带(Ultra-Wideband,UWB)无线通信技术是近年来无线通信领域兴起的研
究热点。与传统的超宽带技术相比,基于 Chirp 扩频(Chirp Spread Spectrum,CSS)
的 Chirp 超宽带技术除了具有传统超宽带优势外,还具有低功耗、低物理复杂度、强
抗多径干扰能力和抗多普勒频偏能力等优点,于 2007 年成为 IEEE 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。
本文研究了一种基于 Chirp 超宽带技术的无线通信系统,简单介绍 Chirp 超宽带
发射机的实现原理,重点阐述基于声表面波色散延迟线(Surface Acoustic Wave
Dispersive Delay Line,SAWDDL)匹配滤波接收机的设计与实现。文章主要内容如
下:
首先,介绍了 Chirp 超宽带技术的基本原理,包括 Chirp 扩频、Chirp 信号时域特
性与频域特性、以及 Chirp 信号匹配压缩技术,其中,重点分析了窗函数加权技术,
仿真说明该技术可以抑制匹配滤波器输出波形的旁瓣大小,加权后系统的性能得到了
明显改善;其次,利用 Matlab/Simulink 工具对发射机和接收机方案进行建模和仿真,
仿真结果验证了方案的可行性,为硬件电路的设计提供理论参考;接着,详细介绍了
该系统的硬件实现过程,主要包括发射机的锯齿波映射模块和压控振荡器模块;以及
接收机的 SAW 色散延迟线模块、包络检波模块、整形模块和基带数字处理模块,其
中 SAW 色散延迟线模块是接收机的核心技术,它对 Chirp 信号起到匹配压缩的作用;
最后,通过实验测试进一步验证了方案的可行性,该方案具有抗干扰能力强、数据解
调可靠、成本低和功耗低等优点,为 Chirp 超宽带技术在通信中的应用提供有力的参
考。

关键字:超宽带;Chirp 扩频;匹配滤波;声表面波;色散延迟线

I
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Abstract

Abstract
Ultra-wideband (UWB) munication technology has e a hotspot in
recent years. Compared with traditional UWB technology, Chirp_UWB( UWB technology
based on the chirp spread spectrum), has special merits of low power consumption, low
plexity, and the strong ability of anti-multipath interference and anti-Doppler
frequency shift. It has e one of the physical layer standards of IEEE in
2007, and has been paid much attention to both academic and munities.
There will be a promising use of Chirp_UWB technol