【摘 要】
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自从2002年美国联邦通信委员会(FCC)对UWB技术开放以来,通信和定位成了UWB应用的主要领域。混沌信号具有宽带、非周期性,以及良好的自相关和互相关特性,采用混沌信号作为载波
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自从2002年美国联邦通信委员会(FCC)对UWB技术开放以来,通信和定位成了UWB应用的主要领域。混沌信号具有宽带、非周期性,以及良好的自相关和互相关特性,采用混沌信号作为载波的通信系统是一种低复杂度扩频通信系统的替代方案。近年来,随着微波频段的混沌信号发生器的出现,基于混沌载波的UWB通信系统就被提了出来。本文从传统的通信视角中跳出,以应用于智能交通(ITS)中的检测为切入点,提出并探讨了基于UWB混沌调频信号的测距技术,为UWB的研发提供了一个新的应用方向。主要研究内容包括以下几个方面:
1、根据交通流计量系统对地面和车体的信号反射模型进行了建模,给出了不同情况下反射系数的数学表达式,仿真并分析了该信道的均方根时延扩展(RMS)特性。
2、在综合分析文献的基础上,系统地归纳了超宽带无线通信中的主要测距方法,分析了测距系统中主要的误差来源,比较了不同测距技术之间的优劣所在。深入探讨了基于时间到达(TOA)测距方式,给出了在AWGN信道以及多径信道下的克拉美罗界。
3、仿真并分析了延迟线测距模型的均方根误差(RMSE)性能和测距误差(RER)性能,结果表明该系统在AWGN信道下具有很高的测距性能,但受延迟线时间间隔的影响比较大,减小时间间隔可以提高测距性能但同时却会增加计算复杂度;针对以上问题,提出了一种混沌双脉冲测距系统及其快速测距算法,该算法能够明显降低系统的计算复杂度。同时仿真结果还表明,该系统在多径信道下的测距性能比原系统有所改善。此外,由于混沌信号固有的相关特性,基于混沌调频信号的测距系统在抗多用户干扰方面,相比于传统的高斯脉冲系统有着明显的性能优势。
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