基于正交UWB脉冲的TH-BPSK超宽带系统

　　摘　要：超宽带（UWB）系统通常使用一种UWB脉冲发送数据，本文根据正交函数的特性，提出了一种基于正交UWB脉冲的TH-BPSK超宽带系统，它可以在一帧内传送多个UWB脉冲，提高了系统的传输速率。本文详细说明了系统的组成及工作原理，分析了系统性能。计算机仿真和理论计算结果表明：与仅使用一种UWB脉冲的TH-BPSK超宽带系统相比，在相同的用户数、信噪比和跳时序列条件下，本文提出的系统具有更低的误码率（BER）、更高的传输速率。

　　关键词：超宽带系统; 正交函数; TH-BPSK

一、引言

　　与传统的基于正弦波的无线通信不同，超宽带(UWB)技术提供基带通信方式，它是通过发送一系列频谱宽度从直流到几吉赫的短脉冲序列实现的，UWB系统使用基带信号直接驱动天线输出。定义带宽离中心频率25%以上的信号为UWB信号。UWB信号的脉冲宽度通常在0.20～1.8 ns之间。UWB系统发送的短脉冲信号的带宽很大，几乎覆盖了无线系统的大部分频段。UWB技术可以提供很高的传输速率、很低的功耗和极强的抗干扰、抗截获特性，引起人们极大的关注和兴趣。

　　目前，人们提出了多种UWB调制方法：脉幅调制（PAM）［1］、跳时扩频脉位调制（TH-SS PPM）［2］、伪混沌跳时调制(PCTH)［3］、M状态Walsh码调制［4］、跳时BPSK调制（TH-BPSK）［5］、直扩BPSK调制（DS-BPSK）［6］等，这些调制方法中采用一种形式的UWB脉冲调制数据，在一帧中仅发送一个UWB脉冲，文献［7］比较分析了UWB多用户系统中不同调制方式的BER性能，文献［8］提出了一种基于正交Hermite修正多项式的单用户TH-PPM UWB系统，由于数据信息调制在UWB脉冲的时间位置上,不适宜多用户情况。本文提出了一种基于正交函数的TH-BPSK超宽带系统，由于数据信息调制在UWB脉冲的相位上而使其较适宜多用户情况,它可以在一帧内传送多个UWB脉冲，从而提高了系统的传输速率。根据正交函数的特有性质，接收机接收的数据中仅与解调参考脉冲相同的UWB脉冲才起作用，而其余的UWB脉冲由正交函数的相关性而被滤除掉。计算机仿真和理论计算结果表明：与使用一种UWB脉冲的TH-BPSK超宽带系统相比，在相同的用户数、信噪比和跳时序列条件下，本文提出的系统具有更低的BER、更高的传输速率。