宽带脉冲无线电通信关键技术及应用研究

张腾文+程贤兵+王桢发

摘 要 随着科学技术的不断进步，无线电技术也得到了全面的发展，所以宽带脉冲无线电在很多领域中得到了广泛的使用，但是在技术的使用上还有一定改进和进步的空间。因此本文对宽带脉冲无线电通信中关键技术进行分析和研究，希望这一技术能够在更多的领域上得到充分的使用，带来更大的社会效益和经济效益。

关键词 宽带脉冲；无线电通信；关键技术；应用研究

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2016）166-0089-02

宽带脉冲无线电技术之所以能够得到广泛的应用，就是由于其具有速率高、低功耗、结构简单等优势。这一技术在使用的时候能让系统中丰富的频谱资源实现极高的传输速率，因此，在定位领域、医疗领域、军事领域、无线传感器网络等领域中发挥了极大的功效。

1 宽带脉冲无线电系统关键技术的研究

1.1 脉冲无线电超宽带系统新型调制技术

1.1.1 DPPM差分脉冲位置调制

DPPM在光通信系统的应用十分广泛，它能够将系统中的误码性能、频谱性能和编码性能达到更高的程度，在位置的调制上一般来说是要先建立一个简单的系统模型并进行信号的构造，通过符号映射和空间传播等方式就能够在系统的接收端建立一个完整的模型，从而进行相应的研究。

建模工作完成之后，就应该分析系统中的误码率，分析的过程中要使用接收器来将信号进行接收，并通过检测器来对信号进行全面的检测，这样才能得出相应的正确的判决。同时还要对符号的边界进行定义，并对系统中的每一帧进行详细的判断。如果系统中的一帧出现了差错，那么就会导致整个帧出现更加严重的错误。另外，如果在系统中有多个用户在一起进行活动的时候，就能让赶超的长度降为最低，在使用性能上也能达到最高的程度[1]。

在系统容量的分析过程中，应该将系统的总容量和离散时间进行充分的考虑，并且还要在模型的运行过程中建立相关输入和输出的信息，从而让系统获取更大的信道容量。

1.1.2 DPPAM差分脉冲位置幅度调制

位置调制的过程也需要在事先建立一个相应的系统模型，系统模型在建立的过程中与DPPM的方式大致相同，并且也要在系统中设立相应的接收器，有效的降低系统解调的复杂程度。

由于系统在传输的过程中可能会出现信号传输的错误，所以为了避免系统在运行汇总会出现错误，就应该要对系统中非零值的位置进行正确的判断，并且还应该充分的判断脉冲的幅度，这样才能让判决器在工作的时候做出最正确的判断，减少过程中的失误现象，让系统的运行更加安全稳定。

1.2 脉冲无线电系统脉冲波形

1.2.1 系统的设计及设计方法

在进行系统设计的时候，首先是要在其中生成一个准确的频谱，例如埃尔米特脉冲系列或者高斯脉冲系列等等。其次是要运用反向推理法来进行频谱的反响变换过程，使用帕萨瓦尔定理来最终确定理想的脉冲频谱。但是，这种方法在使用的时候具有一定的复杂性，在比较复杂的结构中比较难以分析。所以系统在设计的时候也可以使用频谱搬移法来进行系统设计，这种设计方法能够让中心频谱的频率转换在可以控制的范围之内，从而就能让对系统中功率谱密度和中心频率进行实时的控制[2]。

1.2.2 脉冲波形对系统容量和性能的影响

系统的容量和性能会收到啥脉冲波形的影响，具体来讲就是在建模和设计的过程中，如果环境有一定的干扰，那么测量的数据就会产生一定的变化，从而导致其参数的不一致性，使系统的容量和性能受到了一定的影响。

2 宽带脉冲无线电系统的应用

2.1 脉冲无线电超宽带图像传输系统

2.1.1 系统的构建的方法

在脉冲无线电超宽带图像传输系统的应用上，首先要构建一个整体的系统模型，将系统整体的图像信息分为斜线高频部分、垂直高频部分、水平高频部分和低频部分这几种，前3种在应用的时候包含一些噪声和细节的部分，最后一部分包含的是系统中图像的轮廓信息。所以由此看来，低频部分所反映出的信息是系统中的主要信息，而噪声与细节只是其中的次要部分。在通过宽带脉冲无线电技术应用在脉冲无线电超宽带图像传输系统中的时候，是要运用二维离散小波变换算法来详细的划分图像信息。

2.1.2 选择信道衰落阀值

在选择信道衰落阀值的时候所使用的也是二维离散小波变换技术，来将传输的图片数据进行划分，将其分为关键数据和次要数据两种，如果传输的信道比较好，系统就会自动的将关键信息传输出去。如果传输的信道较差，系统就会将次要信息进行传输。所以在应用的过程中，使用宽带脉冲无线电技术能够让系统传输的信息误码率较低，还能够充分的保证传输图片的质量[3]。

2.1.3 仿真工作

系统的仿真工作可以通过信道的传输特性，并通过阀值来对数据进行传输，接受到的数据再进行相应的恢复工作，这样就能通过仿真的工作来对图像的质量进行充分的调整。

2.2 脉冲无线电UWB在智能电网中的应用

2.2.1 家庭能源管理系统中的应用

在很多发达国家中，家庭智能电表的应用已经十分广泛，很多的电力公司也使用了宽带脉冲无线电技术在家庭能源管理系统当中，就可以实现灵活定电价的功能。如果是在用电高峰期的时候，电价相应的就会比较高，如果不是在用电高峰期的时候，电价就相应的会有所降低。这一系统的运用有效的减少了电力能源的浪费，同时也实现了智能化的控制手段。

另外，家庭能源管理系统还能够让电力的消费和供应得到全面的优化和更新，对家庭中各种电器都能进行充分的监控，包括厨房电器、冰箱、洗衣机、空调、微波炉等等，消费者可以随时对家中电力的使用情况进行了解，从而实行更加优化的用电方式，达到了减少电力资金投入的目的[4]。

2.2.2 无线传感器中的应用

无线传感器中使用了UWB技术，有效的满足了传感器网络低成本、低复杂性的要求，这一系统在很大的程度上能够降低其他系统的干扰。例如可以实现打印机、计算机和其他机器设备的连接功能，并组成简单高效的网络，从而让系统的性能达到更高的水平[5]。

3 结论

综上所述，由于宽带脉冲无线电技术在使用的过程中具有很大的优势，所以在很多的方面都有比较充分的使用，但是随着科学技术的不断发展，这一技术也应该进行不断优化和更新，才能够适应现代社会的高速发展，从而为社会经济和科技的发展带来更大的贡献。

参考文献

[1]尹勇.基于IR-UWB安全通信接收机结构与算法理论研究[D].合肥：中国科学技术大学，2006.

[2]尹华锐.IR-UWB无线通信系统定时恢复和系统实现技术研究[D].合肥：中国科学技术大学，2006.

[3]陈思，郭道省，张邦宁.脉冲无线电技术在军事通信中的应用[J].系统工程与电子技术，2007（9）：1456-1459.

[4]张振宇，曾凡鑫，葛利嘉.采用跳时调制的超宽带冲激无线电技术及其在通信对抗中的应用[J].电子对抗技术，2003（3）：32-36.

[5]张振宇，曾凡鑫，葛利嘉.采用跳时调制的超宽带冲激无线电技术及其在通信对抗中的应用[J].电子对抗技术，2003（3）：32-36.