內容簡介
超寬頻隱蔽通信技術《超寬頻隱蔽通信技術》系統闡述了超寬頻隱蔽通信技術的實現方法。首先給出了超寬頻通信系統的體系框架，然後針對超寬頻通信的各項關鍵技術的實現方法進行了逐一論述，主要包括超寬頻信號產生、信息調製、發射信道、空間傳播、接收信道、信號捕獲、精密跟蹤和信息解調等多個環節，另外還對超寬頻高速通信、多用戶工作和陣列信號處理等實現方法進行了論述，最後給出了相關實物圖片及樣機試驗波形和數據結果。
圖書目錄
第1章 概述 1
本章導讀 2
1.1 背景 2
1.2 國內外發展動態 3
1.2.1 超寬頻的由來和發展 3
1.2.2 UWB的開發現狀 4
1.2.3 UWB的普及與標準化 4
1.2.4 國外的軍事用途研究現狀 5
1.2.5 國內研究現狀 6
1.3 超寬頻通信系統的特點 6
參考文獻 8
第2章 超寬頻通信體系框架 11
本章導讀 12
2.1 超寬頻系統典型組成 12
2.2 有無載波的超寬頻系統 13
2.2.1 有無載波調製的超寬頻系統頻譜結構 13
2.2.2 無載波調製的超寬頻體系架構 13
2.2.3 單載波調製的超寬頻體系架構 14
2.2.4 有無載波調製超寬頻系統的特點 15
2.3 超寬頻系統收、發處理基本原理 15
2.3.1 超寬頻信號產生 16
2.3.2 超寬頻信號的典型調製 16
2.3.3 超寬頻信號的接收、解調典型方案 19
2.4 超寬頻工作頻段分配 20
2.4.1 寬頻段的頻率分配方案 20
2.4.2 窄頻段的頻率分配方案 21
2.4.3 頻帶使用說明 22
2.5 超寬頻系統工程設計的關鍵技術瓶頸 22
2.6 小結 24
參考文獻 24
第3章 超寬頻脈衝信號的工程實現方法 27
本章導讀 28
3.1 概述 28
3.2 超寬頻單脈衝信號定義 28
3.2.1 超寬頻瑞利單脈衝 28
3.2.2 超寬頻高斯單脈衝 29
3.3 超寬頻信號的衝激脈衝序列 31
3.4 超寬頻脈衝的模擬電路產生方法 32
3.4.1階躍恢復二極體產生方法 32
3.4.2 隧道二極體產生方法 34
3.4.3 雪崩三極體產生方法 35
3.5 超寬頻脈衝的數字電路產生方法 36
3.5.1 簡單直流UWB脈衝設計方法 36
3.5.2 UWB直流脈衝的雙極性化改進方法 37
3.5.3 最簡易數模結合的雙極性UWB脈衝設計方法 37
3.5.4 脈衝周期和寬度可控的UWB雙極脈衝產生方法 38
3.5.5 UWB脈衝參數可控性探討 39
3.5.6 國外典型的數字UWB雙極脈衝產生方法 39
3.6 特殊用途的大功率高壓超寬頻脈衝產生簡介 40
3.7 實際UWB脈衝波形產生案例 42
3.8 小結 43
參考文獻 44
第4章 超寬頻信號的一般調製方式 45
本章導讀 46
4.1 概述 46
4.2 超寬頻脈衝序列的數據調製 46
4.2.1 基於幅度的調製 46
4.2.2 基於時延相位調製 48
4.2.3 實用的幾種複合調製體制 49
4.2.4 幾種主要調製體制比較 53
4.3 多載波的調製方式簡介 53
4.3.1 CI-UWB信號系統及其特點 54
4.3.2 FH-UWB系統及其特點 55
4.3.3 OFDM-UWB系統及其特點 55
4.4 典型案例設計參數 56
4.4.1 DS-UWB典型案例參數 56
4.4.2 OFDM-UWB典型案例參數 56
4.5 CETC54th超寬頻信號調製波形實例 57
4.6 小結 59
參考文獻 59
第5章 超寬頻信號解調工程實現方法 61
本章導讀 62
5.1 概述 62
5.2 超寬頻接收解調方法的套用分類 62
5.2.1 簡單的短距離通信接收方案 62
5.2.2 傳輸參考的超寬頻信號解調方案 63
5.2.3 基於模擬相關器匹配濾波的實現方案 65
5.2.4 基於全數位化的匹配相關接收處理方案 66
5.3 非均勻採樣理論和超寬頻信號並行數字採樣 66
5.3.1 超寬頻信號的並行採樣 66
5.3.2 非均勻採樣信號的頻譜分析 67
5.3.3 實際實現考慮 69
5.4 主要調製信號形式的解調性能 70
5.5 CETC54th模擬相關器解調實現案例 72
5.6 小結 73
參考文獻 73
第6章 超寬頻信號捕獲方法研究 75
本章導讀 76
6.1 概述 76
6.2 超寬頻脈衝信號捕獲的數學內涵 76
6.3 UWB脈衝捕獲的主要指標 78
6.3.1 檢測機率 78
6.3.2虛警機率 79
6.3.3 平均捕獲時間 79
6.4 超寬頻通信脈衝序列的捕獲特點分析 79
6.5 超寬頻脈衝信號捕獲的一般實現方法 80
6.5.1 基於UWB脈衝本地信號掃描的簡單捕獲方法 80
6.5.2 基於數位化判決的捕獲方法 81
6.6 串列捕獲方案及其性能分析 83
6.6.1 有用信號和噪聲分析 84
6.6.3 系統平均捕獲時間 87
6.6.4 基於串列捕獲方案的仿真 88
6.6.5 虛警機率與門限的設定 89
6.6.6 脈衝平均捕獲時間 89
6.6.7 脈衝部分對齊對檢測機率的影響 91
6.7 基於偽碼和UWB脈衝分離的非相干快速捕獲方法 93
6.7.1 複合信號形式簡介 93
6.7.2 偽碼複合脈沖衝激信號的快速捕獲方法 94
6.7.3 非相干處理套用說明 98
6.8 輔助脈衝序列快速捕獲方法 98
6.8.1 輔助脈衝序列捕獲方法原理 99
6.8.2 性能分析 100
6.8.3 輔助脈衝序列方法檢測機率仿真 101
6.8.4 脈衝平均捕獲時間性能仿真 103
6.9 小結 105
參考文獻 105
第7章 高動態超寬頻信號的捕獲 107
本章導讀 108
7.1 概述 108
7.2 超寬頻衝激信號的時變形式 108
7.3 時變、非時變超寬頻信號的捕獲方法 109
7.3.1 非時變超寬頻信號的捕獲方法 109
7.3.2 時變超寬頻信號的捕獲方法 109
7.4 超寬頻調製載波相位時變的捕獲 111
7.4.1 信號的時頻分布 111
7.4.2 時/頻信號的分數階濾波 112
7.4.3 時變超寬頻信號的捕獲 114
7.5 超寬頻時變信號情況的進一步討論 115
7.6 小結 116
參考文獻 116
第8章 超寬頻信號精密跟蹤體制研究 117
本章導讀 118
8.1 概述 118
8.2 偽碼調製脈衝的自相關函式 118
8.3 脈衝序列跟蹤原理 119
8.4 跟蹤環路分析 122
8.4.1 跟蹤模型 123
8.4.2 頻率偏移影響 125
8.4.3 時間抖動影響 126
8.4.4 噪聲的影響 126
8.4.5環路濾波器係數的選擇 127
8.5 跟蹤系統仿真試驗 127
8.5.1 沒有頻率偏移時的脈衝跟蹤仿真 127
8.5.2 有頻偏時的脈衝跟蹤 131
8.5.3 系統跟蹤和數據解調聯合仿真 132
8.6 小結 135
參考文獻 135
第9章 無線區域網路及超寬頻多用戶工作 137
本章導讀 138
9.1 概述 138
9.2 無線區域網路簡介 138
9.2.1 無線區域網路相關標準 139
9.2.2 WLAN的結構 140
9.2.3 無線區域網路部件和組網結構 141
9.2.4 基於UWB的民用組網方案 142
9.3 基於DS-UWB的超寬頻多用戶體制研究 143
9.3.1 DS-UWB信號接收模型 143
9.3.2 多用戶碼介紹 145
9.3.3 超寬頻多用戶解調 148
9.3.4 系統性能仿真分析 150
9.4 基於超寬頻TH-PPM調製的多用戶體制研究 153
9.4.1 多用戶信息的調製形式 153
9.4.2 多用戶組網信號直接接收性能 154
9.4.3 多用戶組網信號載波調製和下變頻接收 156
9.5 TH-PAM超寬頻多用戶體制研究 157
9.5.1 概述 157
9.5.2 TH-PAM信號多用戶信息的調製形式 157
9.5.3 TH-PAM多用戶組網信號接收性能分析 158
9.5.4 TH-PAM多用戶組網信號定位性能分析 160
9.6 超寬頻測控系統無線組網 161
9.7 小結 162
參考文獻 162
第10章 超寬頻高速數據傳輸研究 165
本章導讀 166
10.1 引言 166
10.2 超寬頻衝激信號的直接調製傳輸166
10.3 基於多偽碼調製的並行傳輸 167
10.3.1 多偽碼並行超寬頻信號的調製發射 167
10.3.2 多偽碼並行超寬頻信號的接收解調 168
10.3.3 多偽碼並行傳輸的性能分析 169
10.4 基於正交Walsh函式調製的多用戶高速並行傳輸 170
10.4.1 Walsh正交碼並行傳輸方法 170
10.4.2 Walsh正交碼並行傳輸信號接收性能 171
10.4.3 Walsh正交碼並行多用戶信號傳輸 172
10.5 比較 173
10.6 CETC54th高速並行傳輸試驗 173
10.7 小結 174
參考文獻 175
第11章 超寬頻信道的色散影響和設計 177
本章導讀 178
11.1 超寬頻信道的內涵和作用 178
11.2 超寬頻信道的特點 178
11.3 超寬頻傳輸信道的典型組成模型 178
11.4 超寬頻傳輸信道的色散特性仿真 179
11.4.1 系統仿真思路 179
11.4.2 系統仿真試驗 180
11.5 CETC54th超寬頻信道部件傳輸性能測試 189
11.6 小結 191
參考文獻 192
第12章超寬頻天線的設計和套用 193
本章導讀 194
12.1 概述 194
12.2 超寬頻天線的發展 194
12.3 超寬頻全向天線的設計實例 199
12.3.1 單極子全向天線設計理論 199
12.3.2 典型性能仿真 201
12.3.3 CETC54th的超寬頻天線實物和指標測試 205
12.4 典型超寬頻定向天線的工程設計 208
12.4.1 螺旋天線 208
12.4.2 單極化喇叭天線 209
12.4.3 螺旋天線的典型圖片 210
12.5 小結 211
參考文獻 211
第13章 超寬頻陣列信號處理 213
本章導讀 214
13.1 概述 214
13.2 傳統陣列信號處理 214
13.3 窄帶信號陣列幅相加權 215
13.4 超寬頻陣列信號處理原理 216
13.4.1 超寬頻信號的陣列布陣基本形式 216
13.4.2 超寬頻信號的陣列加權 217
13.5 UWB陣列信號處理技術的工程實施方案 218
13.5.1 基於延遲線網路結構的理想陣列信號處理方案 219
13.5.2 基於延遲線網路的實際信號處理考慮 223
13.6 自適應UWB陣列信號處理方法 224
13.6.1 自適應UWB陣列信號處理說明 224
13.6.2 系統處理流程 224
13.6.3 UWB陣列信號自適應幅相加權合成算法 226
13.6.4 UWB陣列信號合成仿真 229
13.7 UWB陣列信號合成中的技術難點 234
13.8 超寬頻陣列的合成時延精度分析 235
13.8.1 合成信號時延相位和單個信號時延相位的關係 235
13.8.2 陣列信號的時延相位測量精度 236
13.9 超寬頻陣列信號的抗干擾能力簡要分析 237
13.10 小結 237
參考文獻 237
第14章 超寬頻信號的空間傳播研究 239
本章導讀 240
14.1 概述 240
14.2 正弦波調製和衝激調製信號的自由空間無多徑傳輸 240
14.3 正弦波調製和衝激調製信號的雙徑傳輸模型 241
14.3.1 正弦波調製信號的雙徑傳輸模型 241
14.3.2 超寬頻信號的雙徑傳輸模型 243
14.3.3 超寬頻信號的室外複雜環境傳輸初步分析 244
14.4 UWB移動信道尺度-時延信道模型 245
14.5 超寬頻飛行目標鏈路預算 250
14.5.1 自由空間及對數正態陰影衰落路徑損耗模型 250
14.5.2 UWB飛行目標鏈路模型實例分析 253
14.5.3 結論 255
14.6 超寬頻抑制多徑的Rake接收框架 255
14.7 小結 256
參考文獻 256
第15章 CETC54th超寬頻樣機試驗簡介 259
本章導讀 260
15.1 概述 260
15.2 CETC54th試驗系統組成 260
15.3 試驗系統的主要實物圖片 261
15.4 主要試驗結果 265
15.4.1 單目標超寬頻脈衝寬度 265
15.4.2 多目標超寬頻信號 266
15.4.3 樣機主要性能 267
15.5 小結 268
參考文獻 268
附錄A 跳時序列的設計與仿真 269
參考文獻 282
