寬帶脈沖無線電通信關鍵技術及應用研究

張騰文+程賢兵+王楨發

摘 要 隨著科學技術的不斷進步，無線電技術也得到了全面的發展，所以寬帶脈沖無線電在很多領域中得到了廣泛的使用，但是在技術的使用上還有一定改進和進步的空間。因此本文對寬帶脈沖無線電通信中關鍵技術進行分析和研究，希望這一技術能夠在更多的領域上得到充分的使用，帶來更大的社會效益和經濟效益。

關鍵詞 寬帶脈沖；無線電通信；關鍵技術；應用研究

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）166-0089-02

寬帶脈沖無線電技術之所以能夠得到廣泛的應用，就是由于其具有速率高、低功耗、結構簡單等優勢。這一技術在使用的時候能讓系統中豐富的頻譜資源實現極高的傳輸速率，因此，在定位領域、醫療領域、軍事領域、無線傳感器網絡等領域中發揮了極大的功效。

1 寬帶脈沖無線電系統關鍵技術的研究

1.1 脈沖無線電超寬帶系統新型調制技術

1.1.1 DPPM差分脈沖位置調制

DPPM在光通信系統的應用十分廣泛，它能夠將系統中的誤碼性能、頻譜性能和編碼性能達到更高的程度，在位置的調制上一般來說是要先建立一個簡單的系統模型并進行信號的構造，通過符號映射和空間傳播等方式就能夠在系統的接收端建立一個完整的模型，從而進行相應的研究。

建模工作完成之后，就應該分析系統中的誤碼率，分析的過程中要使用接收器來將信號進行接收，并通過檢測器來對信號進行全面的檢測，這樣才能得出相應的正確的判決。同時還要對符號的邊界進行定義，并對系統中的每一幀進行詳細的判斷。如果系統中的一幀出現了差錯，那么就會導致整個幀出現更加嚴重的錯誤。另外，如果在系統中有多個用戶在一起進行活動的時候，就能讓趕超的長度降為最低，在使用性能上也能達到最高的程度[1]。

在系統容量的分析過程中，應該將系統的總容量和離散時間進行充分的考慮，并且還要在模型的運行過程中建立相關輸入和輸出的信息，從而讓系統獲取更大的信道容量。

1.1.2 DPPAM差分脈沖位置幅度調制

位置調制的過程也需要在事先建立一個相應的系統模型，系統模型在建立的過程中與DPPM的方式大致相同，并且也要在系統中設立相應的接收器，有效的降低系統解調的復雜程度。

由于系統在傳輸的過程中可能會出現信號傳輸的錯誤，所以為了避免系統在運行匯總會出現錯誤，就應該要對系統中非零值的位置進行正確的判斷，并且還應該充分的判斷脈沖的幅度，這樣才能讓判決器在工作的時候做出最正確的判斷，減少過程中的失誤現象，讓系統的運行更加安全穩定。

1.2 脈沖無線電系統脈沖波形

1.2.1 系統的設計及設計方法

在進行系統設計的時候，首先是要在其中生成一個準確的頻譜，例如埃爾米特脈沖系列或者高斯脈沖系列等等。其次是要運用反向推理法來進行頻譜的反響變換過程，使用帕薩瓦爾定理來最終確定理想的脈沖頻譜。但是，這種方法在使用的時候具有一定的復雜性，在比較復雜的結構中比較難以分析。所以系統在設計的時候也可以使用頻譜搬移法來進行系統設計，這種設計方法能夠讓中心頻譜的頻率轉換在可以控制的范圍之內，從而就能讓對系統中功率譜密度和中心頻率進行實時的控制[2]。

1.2.2 脈沖波形對系統容量和性能的影響

系統的容量和性能會收到啥脈沖波形的影響，具體來講就是在建模和設計的過程中，如果環境有一定的干擾，那么測量的數據就會產生一定的變化，從而導致其參數的不一致性，使系統的容量和性能受到了一定的影響。

2 寬帶脈沖無線電系統的應用

2.1 脈沖無線電超寬帶圖像傳輸系統

2.1.1 系統的構建的方法

在脈沖無線電超寬帶圖像傳輸系統的應用上，首先要構建一個整體的系統模型，將系統整體的圖像信息分為斜線高頻部分、垂直高頻部分、水平高頻部分和低頻部分這幾種，前3種在應用的時候包含一些噪聲和細節的部分，最后一部分包含的是系統中圖像的輪廓信息。所以由此看來，低頻部分所反映出的信息是系統中的主要信息，而噪聲與細節只是其中的次要部分。在通過寬帶脈沖無線電技術應用在脈沖無線電超寬帶圖像傳輸系統中的時候，是要運用二維離散小波變換算法來詳細的劃分圖像信息。

2.1.2 選擇信道衰落閥值

在選擇信道衰落閥值的時候所使用的也是二維離散小波變換技術，來將傳輸的圖片數據進行劃分，將其分為關鍵數據和次要數據兩種，如果傳輸的信道比較好，系統就會自動的將關鍵信息傳輸出去。如果傳輸的信道較差，系統就會將次要信息進行傳輸。所以在應用的過程中，使用寬帶脈沖無線電技術能夠讓系統傳輸的信息誤碼率較低，還能夠充分的保證傳輸圖片的質量[3]。

2.1.3 仿真工作

系統的仿真工作可以通過信道的傳輸特性，并通過閥值來對數據進行傳輸，接受到的數據再進行相應的恢復工作，這樣就能通過仿真的工作來對圖像的質量進行充分的調整。

2.2 脈沖無線電UWB在智能電網中的應用

2.2.1 家庭能源管理系統中的應用

在很多發達國家中，家庭智能電表的應用已經十分廣泛，很多的電力公司也使用了寬帶脈沖無線電技術在家庭能源管理系統當中，就可以實現靈活定電價的功能。如果是在用電高峰期的時候，電價相應的就會比較高，如果不是在用電高峰期的時候，電價就相應的會有所降低。這一系統的運用有效的減少了電力能源的浪費，同時也實現了智能化的控制手段。

另外，家庭能源管理系統還能夠讓電力的消費和供應得到全面的優化和更新，對家庭中各種電器都能進行充分的監控，包括廚房電器、冰箱、洗衣機、空調、微波爐等等，消費者可以隨時對家中電力的使用情況進行了解，從而實行更加優化的用電方式，達到了減少電力資金投入的目的[4]。

2.2.2 無線傳感器中的應用

無線傳感器中使用了UWB技術，有效的滿足了傳感器網絡低成本、低復雜性的要求，這一系統在很大的程度上能夠降低其他系統的干擾。例如可以實現打印機、計算機和其他機器設備的連接功能，并組成簡單高效的網絡，從而讓系統的性能達到更高的水平[5]。

3 結論

綜上所述，由于寬帶脈沖無線電技術在使用的過程中具有很大的優勢，所以在很多的方面都有比較充分的使用，但是隨著科學技術的不斷發展，這一技術也應該進行不斷優化和更新，才能夠適應現代社會的高速發展，從而為社會經濟和科技的發展帶來更大的貢獻。

參考文獻

[1]尹勇.基于IR-UWB安全通信接收機結構與算法理論研究[D].合肥：中國科學技術大學，2006.

[2]尹華銳.IR-UWB無線通信系統定時恢復和系統實現技術研究[D].合肥：中國科學技術大學，2006.

[3]陳思，郭道省，張邦寧.脈沖無線電技術在軍事通信中的應用[J].系統工程與電子技術，2007（9）：1456-1459.

[4]張振宇，曾凡鑫，葛利嘉.采用跳時調制的超寬帶沖激無線電技術及其在通信對抗中的應用[J].電子對抗技術，2003（3）：32-36.

[5]張振宇，曾凡鑫，葛利嘉.采用跳時調制的超寬帶沖激無線電技術及其在通信對抗中的應用[J].電子對抗技術，2003（3）：32-36.