[发明专利]一种超宽带正交成形脉冲实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种超宽带正交成形脉冲实现方法，更具体地说，是涉及一种基于压缩Chirp脉冲生成超宽带正交脉冲，并能有效抑制与WLAN干扰的方法，属于通信技术领域。

背景技术

超宽带无线电(Ultra WideBand，UWB)通信技术是一种与常规无线通信技术(包括窄带通信、常规扩频通信)相比具有显著差异的新兴无线通信技术，近年来受到了学术界和产业界的广泛研究和关注。传统UWB技术不使用载波电路而通过发送纳秒级脉冲来传输数据。FCC新规定-10dB相对带宽超过20％，或-10dB绝对带宽超过500MHz就称为超宽带。

超宽带无线电技术要与其他系统共享频带资源(UWB频带范围在3.1-10.6GHz)，采用UWB通信技术不可避免地对现有窄带通信系统产生干扰。这也成为限制UWB通信系统进一步广泛应用的主要原因之一。其中WLAN IEEE802.11a工作在5.15-5.825GHz频段，所以近年来UWB与WLAN之间的干扰抑制受到了学术界和产业界的广泛研究和关注。

成形脉冲设计应遵循的原则为：1、频谱利用率高；2、抑制干扰灵活；3、多种正交脉冲；4、脉冲产生容易。传统的高斯脉冲、升余弦脉冲、Hermitian多项式脉冲等波形具有频谱利用率低、不能保证波形之间的正交性等缺点；利用小波函数产生脉冲波形，然后构造Hermitian矩阵，根据其特征向量和Gram-Schmit过程得到UWB正交成形脉冲，该方法解决了多址问题，但无法灵活抑制同频干扰；叠加压缩Chirp脉冲方法具有很高的频谱利用率，而且可以灵活抑制同频干扰，但无法保证脉冲之间的正交性，因此无法支持多用户同时工作。能够抑制与其他窄带系统同频干扰的方法，一般要求子带的划分必须是均匀的，难以抑制UWB与WLAN的相互干扰，更无法满足认知无线电自适应改变频带的要求。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，采用叠加压缩线性调频信号(Chirp)脉冲与脉冲正交化相结合的方式，提供一种抑制与WLAN干扰的UWB正交脉冲实现方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

抑制与WLAN干扰的UWB正交脉冲实现方法，含有如下步骤：

(1)利用压缩Chirp脉冲产生UWB脉冲波形；

(2)根据工作频段调整脉冲进行叠加；

(3)构造Hermitian矩阵，根据其特征向量得到UWB正交成形脉冲。

具体表述为：利用声表面波(SAW)器件产生线性调频(Chirp)脉冲，经过匹配滤波器后得到压缩Chirp脉冲(子带短时脉冲)。根据工作频段要求，多个子带短时脉冲进行叠加得到UWB脉冲。对UWB脉冲进行抽样量化构造Hermitian矩阵，根据其特征向量得到UWB正交成形脉冲。

由于本发明采用了以上技术方案，故具有以下优点：

1、本发明在UWB脉冲设计上具有较大的灵活性；

2、脉冲功率谱密度更好地满足UWB标准中的要求；

3、有效地提高频谱利用率；

4、脉冲具备较好的相关特性，实现正交化，有效提高系统容量；

5、可以灵活地抑制与无线局域网(WLAN IEEE802.11a)等窄带系统的同频干扰。

附图说明

图1为生成UWB正交成形脉冲的流程框图；

图2为UWB短时成形脉冲时域波形图；

图3为两个正交UWB脉冲时域波形图；

图4为考虑FCC规定下两个正交UWB脉冲功率谱密度图；

图5为两个正交UWB脉冲的自相关和互相关时域波形图；

图6为考虑避免与WLAN干扰的UWB短时成形脉冲时域波形图；

图7为考虑避免与WLAN干扰的两个正交UWB脉冲时域波形图；

图8为考虑避免与WLAN干扰的两个正交UWB脉冲功率谱密度图；

图9为考虑避免与WLAN干扰的两个正交UWB脉冲的自相关和互相关时域波形图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

一种抑制与WLAN干扰的UWB正交脉冲实现方法，含有如下步骤：

(1)产生子带短时脉冲步骤：利用声表面波(SAW)器件产生Chirp脉冲，经过匹配滤波器对脉冲压缩到ns数量级；

(2)多个脉冲进行叠加得到UWB脉冲步骤：选择(1)中的短时脉冲进行叠加，以满足UWB标准规定的功率谱模版，并避开IEEE 802.11a工作频段；