專(zhuān)利名稱(chēng)：脈沖波形生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及脈沖波形生成方法，特別涉及適合于UWB通信的脈沖波形生成方法。
背景技術(shù)：
UffB (超寬頻帶)無(wú)線通信是不用載波波形而用I毫微秒(10_9)以下的時(shí)間寬度的非常窄的脈沖進(jìn)行通信的方式，帶寬為數(shù)GHz的寬帶。按照UWB方式，發(fā)射多個(gè)不用余弦 波那樣的載波進(jìn)行調(diào)制的Ins以下的脈沖。因此，占有帶寬非常寬，由于頻譜功率密度非常小，和通常的頻譜擴(kuò)散通信方式同樣具有通話(huà)保密性 隱匿性?xún)?yōu)越、對(duì)其他窄帶通信影響小的特征。與通常的頻譜擴(kuò)散信號(hào)(在2. 4GHZ頻帶無(wú)線LAN是數(shù)拾MHz的帶寬)相比，UffB信號(hào)、BPSK等被調(diào)制信號(hào)當(dāng)然是超寬頻帶(數(shù)GHz的帶寬)，所以稱(chēng)為UWB，相對(duì)于頻譜擴(kuò)散信號(hào)的功率譜密度(在2. 4GHZ頻帶無(wú)線LAN是10毫微瓦10nW/MHz以下)，UWB信號(hào)的功率譜密度(每MHzIO毫微瓦特10nW/MHz以下)也低得多，即使其他系統(tǒng)共存，不僅難以產(chǎn)生干擾，而且也能耐受來(lái)自其他系統(tǒng)的干擾，其優(yōu)點(diǎn)是突出了頻譜擴(kuò)散信號(hào)特長(zhǎng)。UWB的發(fā)射用擴(kuò)散符號(hào)對(duì)由幀時(shí)鐘產(chǎn)生的脈沖波形進(jìn)行跳時(shí)處理，根據(jù)該擴(kuò)散符號(hào)使輸入脈沖在時(shí)間軸上跳時(shí)，由此來(lái)區(qū)別多用戶(hù)的多路接入。而且，根據(jù)輸入數(shù)據(jù)信號(hào)使跳時(shí)過(guò)的脈沖串錯(cuò)開(kāi)時(shí)間S，或不錯(cuò)開(kāi)，從而生成與0和I相對(duì)應(yīng)的信號(hào)波形。UffB的接收使用由RF部接收到的信號(hào)波形和用與發(fā)射側(cè)同樣的處理形成的脈沖串取得相關(guān)值，得到相關(guān)值的峰值來(lái)區(qū)別數(shù)據(jù)和噪聲，得到輸出。關(guān)于UWB脈沖傳輸，例如，有文獻(xiàn)I、文獻(xiàn)2。作為與用線性調(diào)頻脈沖波形的UWB測(cè)距有關(guān)的文獻(xiàn)，例如，有文獻(xiàn)3 11。作為與用修正埃爾米特波形的多值化UWB-CDMA傳輸有關(guān)的文獻(xiàn)，例如，有文獻(xiàn)3、12 18。作為與發(fā)射功率限制有關(guān)的文獻(xiàn)，例如，有文獻(xiàn)3、6、19 22。作為與降低UWB和已有的信號(hào)的干擾有關(guān)的文獻(xiàn)，例如，有文獻(xiàn)3、13、17、23 32。文獻(xiàn)I :日經(jīng)工 > 夕卜口二夕7 137頁(yè) 144頁(yè)2002. 8. 26文獻(xiàn)2 :日經(jīng)工 > 夕卜口二夕7 95頁(yè) 121頁(yè)2003. 2. 17文獻(xiàn)3 :河野隆二 “用脈沖無(wú)線電通信的Ultra Wide Band (UffB)無(wú)線通信的基礎(chǔ)和發(fā)展”電子信息通信學(xué)會(huì)信學(xué)技法2001/7 DSP2001-80, SST2001-41 pp77_84文獻(xiàn)4 :松村鍵，江島一樹(shù)，河野隆二 “關(guān)于用超寬帶無(wú)線脈沖無(wú)線通信的TTS車(chē)車(chē)間測(cè)距系統(tǒng)的研究” ITS2002-6文獻(xiàn)5 :佐藤正知，江島一樹(shù)，Giuseppe ABREU,河野隆二 “關(guān)于用適于超寬帶無(wú)線通信的不同頻率特性的元件天線的陣列天線的研究”電子信息通信學(xué)會(huì)無(wú)線通信系統(tǒng)研究會(huì)2002-5文獻(xiàn)6 :丸林元，中川正雄，河野隆二 “頻譜擴(kuò)散通信和其應(yīng)用”社團(tuán)法人電子信息通信學(xué)會(huì)編文獻(xiàn)7 :MoeZ. Win，Robert A. Scholtz :“Ultra_Wide Bandwidth Time-HoppingSpread-Spectrum Impulse Radio for Wireless Multiple-Access Communications，，IEEETRANSACTION ON COMMUNICATIONS, VOL. 48, NO. 4, APRIL 2000，PP679-691文獻(xiàn)8 :富澤良行，荒井郁男“用延遲相關(guān)器的線性調(diào)頻脈沖信號(hào)脈沖壓縮地下雷達(dá)”電子信息通信學(xué)會(huì)論文志PP113-120 200-1文獻(xiàn)9 JamesD. Tayior “ULTRA-WIDEBAND RADARTECHN0L0GY” CRCPRESS文獻(xiàn)10 :吉田孝“修訂雷達(dá)技術(shù)”社團(tuán)法人電子信息通信學(xué)會(huì)編 文獻(xiàn)11 :關(guān)根松夫“雷達(dá)信號(hào)處理技術(shù)”社團(tuán)法人電子信息通信學(xué)會(huì)編文獻(xiàn)12 Time Domain Corporation: “Time Modulated Ultra-Wideband forWireless Applications^http://www. tion-domain. com文獻(xiàn)13 :M. Ghavami，L. B. Michael and R. Kohno: uHermite Funcion basedOrihogonal Pulses for UWB Communications，，Proc. Wireless Personal Multimedia.Conference 2001，Aalborg, Denmark, Sept. 2001，pp. 437-440文獻(xiàn)14: L. B. Michael，M. Ghavami and R. Kohno : “Effect of Timing.Jitter on Hermite Function Based Orthogonal Pulses for Ultra. WidebandCommunication” Proc. Wireiess Personal Multimedia. Conference2001，Aalborg，Denmark, Sept. 2001，pp. 441-444文獻(xiàn)15 :L. B. Michael，M. Ghavami and R. Kohno: “Multiple Pulse Generatorfor Ultra-Wideband Communication Using Hermite Polynoimal Based OrthogonalPules”P(pán)roc. 2002 IEEE Conference on Ultra, Wideband Systems and Technologies, Maryland, USA, May21_23，2002文獻(xiàn)16 :江島一樹(shù)，梅林健太，水谷克也，河野隆二 “脈沖無(wú)線通信的多值化和多用戶(hù)用干擾除去方式的研究”電子信息通信學(xué)會(huì)信學(xué)技法2001/4SS2001-16，CS2001_16pp4
1-48文獻(xiàn)17 :佐藤正知“關(guān)于適于超寬帶無(wú)線通信的不同頻率特性的元件天線的陣列天線的研究”平成13年度畢業(yè)論文文獻(xiàn)18 :太刀川信一，丸林元“M-airSSMA的頻率利用效率”電子信息通信學(xué)會(huì)論文志 1990/10Vol. J73-A No. 10ppl678_1687文獻(xiàn)19 Brick Homier, “Ultra-Wideband Impulse Radio Interference withthe Global Positioning System”，3/22/00文獻(xiàn) 20 Ming Luoj Dennis Akosj Michael Koenig,Gutiorm Opshang，SamPullen and Per Engej “Testing and Resrarch on Interence to GPS form UWBTransmitters，，Stanford University文獻(xiàn)21:The FCC，s Part 15 Rules and Regulation and 802.11b emissionshttp://obelix. umb. es/web/jgomsi/wireIess/fcc文獻(xiàn)22:L. ^ -工> (吉川d力、翻譯)“時(shí)間-頻率解析”朝倉(cāng)書(shū)店、1998
文獻(xiàn)23 :Robert A. Sclioltz, Woe Z. Winl: IMPULSE RADID，，WirelessCommunications TDMA versus CDMA文獻(xiàn)24:Ryuji KOHNO: “Principle and Bmotion of Ultra Wideband(UWB)Wireless Communications Based on Impulse Radio”TECHNICAL REPORT OF IEICE DSP2001-80 SST 2001-40(2001-7)文獻(xiàn) 25 Kazuki Bshima，Yoshihiro Hase，Shingo Odmori, Fuj inobuTakahashi, Ryuj Kohno，“M_ary UWM Syatem Using Walsh Codes，，，IEEE Conference on Ultra Wideband Systems and Technologies 2002(UWBST2002), Wyndham BaltimoreInner Harbor(USA), (2002-5)文獻(xiàn) 26 Kazuki Eshima，Yoshihiro Hase，Shingo Oomori, Fuj inobuTahihaslii, Ryuji Kohno，“Performance Analysis of Interference between UWB and SSSignal, ”2002 IEEE Seventh International Symposium on Spread Spectrum Techniquesand Applications(ISSSTA2002)，Prague， (Czech Republic), (2002-9)文獻(xiàn) 27 Kazuki Eshima,Katsuya Mizutani, Ryuji Kohno，YoshihiroHase，Shingo Oomori，F(xiàn)ujinobu Takahiashi, “A Study on M_ary UWB ImpulseRadio and An Effect of It’ s Time Jitiers，，，IEICE General ConferencessB-3-3，pp. 569-570(2001-9)文獻(xiàn) 28 Kazuki Eshima,Katsuya Mizutani, Ryuji Kohno,YoshihiroHase, Shingo Oomori, Fujinobu Takahiashi，“Comparison Ultra-Wideband(UWB) ImpulseRadio with DS-CDMA and FH_CDMA”The 24th Symposium on Information Theory and ItsApplications (SITA2001)，pp. 803-806 (2001-12)文獻(xiàn) 29 Kazuki Eshima，Yoshihiro Hase，Shingo Oomori, Fuj inobuTakahiashi, Ryuji Kohno. “A Study of Performance Analysis of Interference betweenUWB and SS signals” Technical Report of IEICE RCS 2001_246pp. 15-20 (2002-03)文獻(xiàn) 30 Kazuki Eshima, Yoshihiro Hase，Shingo Oomori, Fuj inobuTakahashi, Ryuji Kohno. “Effect of Interference between UWB System and OtherRadio Systems，，IEICE General Conference，A_5_18，pp. 200 (2001-3)文獻(xiàn) 31 Kazuki Eshima, Yoshihiro Hase，Shingo Oomori, Fuj inobuTakahiashi, Ryuji Kohno. “A Study of Performance Analysis of Interference betweenDual cycle UWB and SS signals” IEICE General Conference, A-5-10, pp. 106 (2002-9)文獻(xiàn) 32 Kazuki Eshima, Yoshihiro Hase，Shingo Oomori, Fuj inobuTakahiashi, Ryuji Kohno. “A Study of Performance Analysis of Interference betweenDual cycle UffB and SS signals，，The 25th Symposium on Information Theory and ItsApplications(SITA2002)，pp. 295-298 (2002-12)在上述文獻(xiàn)2中，作為UWB具有的技術(shù)課題，列舉有降低對(duì)其他無(wú)線系統(tǒng)的電波干擾、適合各國(guó)的電波規(guī)定、抑制來(lái)自墻壁或物體等的反射波引起的傳輸錯(cuò)誤(多路徑對(duì)策)、實(shí)現(xiàn)多臺(tái)設(shè)備間的通信不中斷(多路接入)、降低UWB的無(wú)線電路部的安裝成本等。其中，在家用電器中使用UWB的情況下，認(rèn)為電波干擾的課題是重要的。對(duì)于該電波干擾，例如，美國(guó)FCC (聯(lián)邦通信委員會(huì))規(guī)定有UWB的發(fā)射輸出。

發(fā)明內(nèi)容
因此，為解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于在UWB通信中，降低對(duì)其他無(wú)線系統(tǒng)的電波干擾，形成具有所希望的頻率特性的發(fā)射信號(hào)。本發(fā)明是在發(fā)射時(shí)間寬度短的脈沖的UWB通信中，調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸用的脈沖信號(hào)的形狀來(lái)形成具有所希望的頻率特性的發(fā)射信號(hào)，由此降低在UWB通信中對(duì)其他無(wú)線系統(tǒng)的電波干擾。作為調(diào)整脈沖信號(hào)的方式，本發(fā)明具有以下三種調(diào)整單一脈沖本身形狀生成具有所希望的頻率特性的脈沖信號(hào)的第一種方式、把多個(gè)脈沖組合起來(lái)生成具有所希望的頻率特性的脈沖信號(hào)的第二種方式以及從作為目的的發(fā)射信號(hào)的頻率特性求出脈沖信號(hào)組合的第三種方式。第一種方式和第二種方式對(duì)應(yīng)于通過(guò)合成生成脈沖的方法，第三種方式對(duì)應(yīng)于展開(kāi)脈沖而生成的方法。 第一種方式是在發(fā)射時(shí)間寬度短的脈沖的UWB通信中，調(diào)整單一脈沖的時(shí)間軸上的參數(shù)來(lái)生成滿(mǎn)足所希望的頻率特性的時(shí)間脈沖形狀。單一脈沖在時(shí)間軸上能以規(guī)定的函數(shù)來(lái)表示，變更該函數(shù)中包含的參數(shù)來(lái)生成滿(mǎn)足所希望的頻率特性的時(shí)間脈沖形狀。第一種方式的第一方案是按W(t) =Cos to Ot t2/( a Tm)2)表示的波形形成單一脈沖，調(diào)整規(guī)定脈沖間隔的參數(shù)a Tm和/或規(guī)定功率譜的峰值頻率的COci,由此，來(lái)生成滿(mǎn)足所希望的頻率特性的時(shí)間脈沖形狀。第一種方式的第二方案是用線性調(diào)頻脈沖波形形成單一脈沖，按時(shí)間設(shè)定該線性調(diào)頻脈沖波形輸出的大小，由此，來(lái)生成滿(mǎn)足所希望的頻率特性的時(shí)間脈沖形狀。本發(fā)明的第二種方式是通過(guò)沿時(shí)間軸排列多個(gè)單一脈沖來(lái)生成滿(mǎn)足所希望的頻率特性的時(shí)間脈沖形狀。在本發(fā)明的第二種方式中，作為第一方案，有沿時(shí)間軸排列相同的2個(gè)單一脈沖來(lái)形成雙循環(huán)信號(hào)的方法；作為第二方案，有使脈沖寬度不同的多個(gè)單一脈沖疊合的方法；作為第三方案，有使脈沖寬度和波形不同的多個(gè)單一脈沖疊合的方法。通過(guò)調(diào)整雙循環(huán)的2個(gè)單一脈沖間的間隔、多個(gè)單一脈沖的各脈沖寬度和多個(gè)單一脈沖的各脈沖寬度及波形來(lái)生成滿(mǎn)足所希望的頻率特性的時(shí)間脈沖形狀。按照這些方式，能以任意頻率形成缺口部。在第四方案中，用修正埃爾米特多項(xiàng)式生成多個(gè)次數(shù)不同的脈沖。本發(fā)明的第三種方式是在發(fā)射時(shí)間寬度短的脈沖的UWB通信中，按頻域展開(kāi)所希望的頻率特性，把從形成展開(kāi)了的頻域成分的時(shí)間脈沖中選擇出來(lái)的多個(gè)時(shí)間脈沖組合起來(lái)生成滿(mǎn)足所希望的頻率特性的時(shí)間脈沖形狀。作為本發(fā)明第三種方式的其他方案，是在發(fā)射時(shí)間寬度短的脈沖的UWB通信中，對(duì)所希望的頻率特性或近似的頻率特性進(jìn)行逆傅里葉變換，再把從該逆傅里葉變換得到的時(shí)間波形中選擇出來(lái)的多個(gè)時(shí)間波形組合起來(lái)生成滿(mǎn)足所希望的頻率特性的時(shí)間脈沖形狀。


圖I是發(fā)射波形的高斯波形例。圖2是發(fā)射波形的高斯波形(發(fā)射機(jī)內(nèi)的波形)例的頻率分布圖。圖3是空間傳播中的波形例。圖4是空間傳播中波形的頻率分布。圖5是接收機(jī)中的波形例。圖6是接收機(jī)中的波形的頻率分布。圖7是UWB無(wú)線通信方式的發(fā)射側(cè)系統(tǒng)構(gòu)成框圖 。圖8是UWB無(wú)線通信方式的接收側(cè)系統(tǒng)構(gòu)成框圖。圖9是用作模板信號(hào)的波形V (t)。圖10是I Wrec (Co ) 12wrec⑴的功率譜的頻率特性圖。圖11是測(cè)距原理圖。圖12是表示距離不可能分辨的狀況的示圖。圖13是UWB-IR方式的系統(tǒng)圖。圖14是跳時(shí)調(diào)制說(shuō)明圖。圖15是UWB-IR發(fā)射機(jī)說(shuō)明圖。圖16是UWB-IR的希望波和復(fù)制波的互相關(guān)輸出的關(guān)系圖。圖17是用UWB車(chē)車(chē)間測(cè)距的模型的示意圖。圖18是線性調(diào)頻脈沖波形的頻率遷移圖。圖19是脈沖壓縮后的波形圖。圖20是單循環(huán)波及其自相關(guān)的說(shuō)明圖。圖21是線性調(diào)頻脈沖波及其自相關(guān)的說(shuō)明圖。圖22是時(shí)間長(zhǎng)度不同的線性調(diào)頻脈沖波形圖。圖23是改變了 2個(gè)線性調(diào)頻脈沖波形的時(shí)間長(zhǎng)度時(shí)的互相關(guān)輸出峰值變化圖。圖24是占有頻帶不同的線性調(diào)頻脈沖波形圖。圖25是改變了 2個(gè)線性調(diào)頻脈沖波形的占有頻帶變化時(shí)的互相關(guān)輸出峰值變化圖。圖26是UWB-線性調(diào)頻脈沖(UWB-CHIRP)測(cè)距方式的框圖。圖27是頻帶分割后的各線性調(diào)頻脈沖波形圖。圖28是本發(fā)明的UWB-線性調(diào)頻脈沖(UWB-CHIRP)方式的希望波和復(fù)制波的互相關(guān)輸出關(guān)系圖。圖29是現(xiàn)有技術(shù)的UWB-線性調(diào)頻脈沖(UEWB-IR)方式和本發(fā)明的UWB-線性調(diào)頻脈沖(UWB-CHIRP)方式的每個(gè)用戶(hù)的發(fā)射波形圖。圖30是I個(gè)用戶(hù)時(shí)的測(cè)距差錯(cuò)率的示圖。圖31是其他車(chē)輛9時(shí)的測(cè)距差錯(cuò)率的示圖。圖32是用戶(hù)數(shù)變化時(shí)測(cè)距差錯(cuò)率的示圖。圖33是干擾波功率變化時(shí)測(cè)距差錯(cuò)率的示圖。圖34是改變了時(shí)間寬度的情況下的頻譜圖。圖35是按時(shí)間中斷輸出的方法的說(shuō)明圖。圖36是改變了包絡(luò)線函數(shù)的波形圖。
圖37是中途中斷了線性調(diào)頻脈沖波形的情況下的頻譜圖。圖38是線性調(diào)頻脈沖波形的頻譜輸出的示圖。圖39是載以PN系列的線性調(diào)頻脈沖波形圖。圖40是載以PN系列后的頻譜輸出圖。圖41 ^ W2 (t):帶有T =1. Ons的雙循環(huán)波形圖。
圖42是％(1:):帶有T =1. Ons的雙循環(huán)波形圖。圖43是Iw2(CO) I2的雙循環(huán)的功率譜輸出圖。圖44是Iw3(GJ) I2的雙循環(huán)的功率譜輸出圖。圖45是單循環(huán)波形和由不同時(shí)間(包含不同持續(xù)時(shí)間)的單循環(huán)形成的新波形圖，該例中使用 Tm0 = 0.2156, ￠0^31.42(=5.0 ]), co 2=15. 08 (=2. 4 [GHz]), t ml 和 t m2 與
和成反比。圖46是單循環(huán)波形的頻率特性圖，即wTmCI(t)、wTml(t)、wTm2(t)和wd2(t)的頻率特性曲線。圖47是單循環(huán)波形wd2⑴的功率譜的示圖。圖48是用于脈沖形成的波形圖，圖中每個(gè)用來(lái)產(chǎn)生脈沖wx(t)的波形，在該例中使用 T m=0. 2877，a =10. 0，w !=31. 42 (=5. 0 [GHz])和 w 2=15. 08 (=2. 4 [GHz])。圖49是使用圖13的脈沖的新脈沖wx (t)的波形圖。圖50是Wrec⑴、Wcol⑴、Wco 2 (t)的頻率特性圖。圖51是Wx (t)的頻率特性圖。圖52是Wx(Co) 2:wx(t)的功率譜的示圖。圖53是頻譜限框(屏蔽)和Wx (t)功率譜的示圖，其中Tm=O. 2877，a =10. 0， =6
03 (=0. 96 [GHz]), d=Ji (=0. 5 [GHz])和 k=5。圖54 是 wx (t)的波形圖，其中 T m=0. 2877，a =10. 0， =6. 03 (=0. 96 [GHz])，d= n (=0. 5[GHz])和 k=5。圖55是表示頻譜限框(屏蔽)和Wx(t)功率譜的示圖，其中Tm=O. 2，a =14. 385， !=6. 03(=0. 96 [GHz])，d= n (=0. 5[GHz])和 k=5。圖56 是 wx(t)的波形圖，其中 Tm=O. 2，a =14. 385, =6. 03(=0. 96[GHz]),d= n (=0. 5[GHz])和 k=5。圖57是與UWB系統(tǒng)共存的SS系統(tǒng)的BER的理論分析和模擬結(jié)果圖。圖58是與UWB系統(tǒng)共存的SS系統(tǒng)的BER的理論分析圖，DIR是0_40dB。圖59是與雙循環(huán)的UWB系統(tǒng)共存時(shí)的SS系統(tǒng)的BER的理論分析圖。圖60是3. 2節(jié)中描述的系統(tǒng)同時(shí)存在時(shí)，SS系統(tǒng)的BER的理論分析圖。圖61是3. 3節(jié)中描述的系統(tǒng)同時(shí)存在時(shí)，SS系統(tǒng)的BER的理論分析圖。圖62是理論分析和模擬結(jié)果的比較圖。圖63是與UWB系統(tǒng)共存的SS系統(tǒng)的BER的理論分析圖，DIR是0_40dB。圖64是與雙循環(huán)的UWB系統(tǒng)共存時(shí)的SS系統(tǒng)的BER的理論分析圖。圖65是3. 2節(jié)中描述的系統(tǒng)同時(shí)存在時(shí)，SS系統(tǒng)的BER的理論分析圖。圖66是3. 3節(jié)中描述的系統(tǒng)同時(shí)存在時(shí)，SS系統(tǒng)的BER的理論分析圖。圖67是M-ary UffB方式的發(fā)射側(cè)系統(tǒng)構(gòu)成圖。
圖68是M-ary UffB方式的接收側(cè)系統(tǒng)構(gòu)成圖。圖69是修正埃爾米特波形(0 3次)圖。圖70是修正埃爾米特波形(4 7次)圖。圖71是修正埃爾米特波形(0 3次)的頻率特性圖。圖72是修正埃爾米特波形(4 7次)的頻率特性圖。圖73是接收機(jī)中的MHP波形(0 3次)圖。圖74是接收機(jī)中的MHP波形(4 7次)圖。圖75是接收機(jī)中的MHP波形(0 3次)的頻率特性圖。
圖76是接收機(jī)中的MHP波形(4 7次)的頻率特性圖。圖77是使用MHP波形的多值化傳輸方式的發(fā)射側(cè)系統(tǒng)構(gòu)成圖。圖78是使用MHP波形的多值化傳輸方式的接收側(cè)系統(tǒng)構(gòu)成圖。圖79是使用MHP波形的其他降低站間干擾方式的降低干擾系統(tǒng)圖。圖80是本發(fā)明的比較模擬結(jié)果圖(非同步多元連接)。圖81是與現(xiàn)有技術(shù)的M-ary/UWB方式的比較模擬結(jié)果圖(非同步多元連接)。圖82是接收MHP波形的自相關(guān)函數(shù)圖。圖83是本發(fā)明方式的因同步偏離影響引起的BER變化的說(shuō)明圖。圖84是M-ary/UWB方式的因同步偏離影響引起的BER變化的說(shuō)明圖。圖85是UWB的發(fā)射波形圖。圖86是UWB的發(fā)射機(jī)構(gòu)成圖。圖87是UWB的接收波形圖。圖88是UWB的接收波形的頻率特性圖。圖89是UWB的接收機(jī)構(gòu)成圖。圖90是相關(guān)波形圖。圖91是用來(lái)說(shuō)明由FCC規(guī)定的UWB輸出限制的頻率特性圖。圖92是FCC的頻譜限框圖(頻譜屏蔽圖)。圖93是依據(jù)圖92的發(fā)射波形的接收波形圖。圖94是把N個(gè)頻率區(qū)間的脈沖加起來(lái)形成滿(mǎn)足所希望的頻譜限框的脈沖波形的不意圖(系統(tǒng)概念圖)。圖95是本發(fā)明的實(shí)施方式的脈沖發(fā)生裝置的概略構(gòu)成圖。圖96是本發(fā)明的實(shí)施方式的脈沖波形(寬度3ns)圖。圖97是本發(fā)明的實(shí)施方式的脈沖波形(寬度3ns)的頻率特性圖。圖98是本發(fā)明的實(shí)施方式的脈沖波形(寬度IOns)圖。圖99是本發(fā)明的實(shí)施方式的脈沖波形(寬度IOns)的頻率特性圖。圖100是BPF的一構(gòu)成例。圖101是通過(guò)BPF后的單循環(huán)波形的頻率特性圖。圖102是改變了 5時(shí)的接收信號(hào)與相關(guān)波形的互相關(guān)特性圖。圖103是依據(jù)多用戶(hù)接入時(shí)的脈沖寬度的BER比較圖。圖104是單循環(huán)波形與相關(guān)波形的互相關(guān)特性圖。圖105是本發(fā)明的脈沖與相關(guān)波形的互相關(guān)特性圖。
圖106是多用戶(hù)接入時(shí)的本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的比較圖。圖107是依據(jù)時(shí)間寬度的參數(shù)tm的單循環(huán)波形的頻率特性比較圖。圖108是在UWB功率限制下使功率一致的本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)的比較圖。圖109是本發(fā)明的發(fā)射/接收機(jī)的構(gòu)成例的概略圖。圖110是本發(fā)明的發(fā)射/接收機(jī)的其他構(gòu)成例的概略圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。首先說(shuō)明UWB無(wú)線通信方式(Impulse Radio的UWB無(wú)線通信)。說(shuō)明按UWB-IR方式的收發(fā)波形和接收機(jī)的系統(tǒng)。這里，作為有代表性的用UWB的數(shù)據(jù)調(diào)制方式，說(shuō)明脈沖位置調(diào)制(PPM)方式的情況。就UWB-IR方式的原理進(jìn)行說(shuō)明。在收發(fā)信號(hào)波形UWB-IR的發(fā)射機(jī)中，因?yàn)椴荒墚a(chǎn)生理想的脈沖信號(hào)，所以形成具有某程度的時(shí)間寬度的高斯波形(式I)。
權(quán)利要求
1.一種脈沖波形生成方法，其用于發(fā)送時(shí)間寬度短的脈沖的UWB通信中，通過(guò)調(diào)整時(shí)間脈沖的形狀來(lái)生成所希望的頻率特性的信號(hào)，其特征在于，按頻域展開(kāi)所希望的頻率特性，把從形成已展開(kāi)的頻域的成分的時(shí)間脈沖中選擇出來(lái)的多個(gè)時(shí)間脈沖組合起來(lái)，由此，生成滿(mǎn)足所希望的頻率特性的時(shí)間脈沖形狀。
2.一種脈沖波形生成方法，其用于發(fā)送時(shí)間寬度短的脈沖的UWB通信中，通過(guò)調(diào)整時(shí)間脈沖的形狀來(lái)生成所希望的頻率特性的信號(hào)，其特征在于，對(duì)所希望的頻率特性或近似的頻率特性進(jìn)行逆傅里葉變換，把從該逆傅里葉變換得到的時(shí)間波形中選擇出來(lái)的多個(gè)時(shí)間波形組合起來(lái)，由此，生成滿(mǎn)足所希望的頻率特性的時(shí)間脈沖形狀。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了脈沖波形生成方法。在發(fā)射時(shí)間寬度短的脈沖的UWB通信中，調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸用的脈沖信號(hào)的形狀來(lái)形成具有所希望的頻率特性的發(fā)射信號(hào)，從而能在UWB通信中降低對(duì)其他無(wú)線系統(tǒng)的干擾。作為調(diào)整脈沖信號(hào)的方式，具有調(diào)整單一脈沖本身的形狀而生成具有所希望的頻率特性的脈沖信號(hào)的方式、把多個(gè)脈沖組合起來(lái)生成具有所希望的頻率特性的脈沖信號(hào)的方式以及從作為目的的發(fā)射信號(hào)的頻率特性求出脈沖信號(hào)的組合的方式。
文檔編號(hào)H04B1/69GK102801443SQ201210242400
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月25日
發(fā)明者河野隆二 申請(qǐng)人:橫濱Tlo株式會(huì)社, 河野隆二