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超宽带(UWB,Ultra-wide band)脉冲无线传输技术是国际上近年来蓬勃兴起的一种无线通信的革命性传输技术。它可以用极低的功率发送信息,从而共享现有的频谱而不是寻求新的频段,可缓解日益紧张的频带资源需求。为保证如此低功率的信号在复杂的室内环境传输的有效性和可靠性,要求我们必须准确掌握其信号传播特性。 当前IEEE超宽带标准中虽然给出了时域统计信道模型,但信道的频域特性并没有得到清晰的反映,而频域特性对于UWB信道容量、测距精度等都有关键的影响。本文正是在此认识上,针对现有实测数据的后期处理方法的不足,改进了时域去卷积单模板Clean算法,并利用其对南加州大学地下实验室的UWB时域实测数据进行处理,再将处理得到的信道冲激响应进行频谱分析,获得了较长距离NLOS传播环境中频域带宽的变化规律。主要研究内容可概括为以下几个方面: 第一,分析了无线信道对传输信号的影响;重点研究了IEEE802.15.4a标准下的信道模型,包括路径损耗模型、多径延迟模型和小尺度衰落模型,并对其中几种典型环境的信道冲激响应进行了分析。 第二,对信道测量系统和后期数据处理方法进行了研究。针对信道的测量,分析和比较了时域和频域两种测量方法,相应地搭建了基于时域方法的实际测量系统,对实验室走廊的视距和非视距环境进行了基于超宽带通信的信道测量。针对现有实测数据的后期处理方法的不足,改进了时域去卷积单模板Clean算法,降低了与算法相关的模板信号获取的难度,简化了信道冲激响应的提取过程。通过利用改进的算法对南加州大学地下实验室的UWB时域实测数据进行处理,准确地提取出信道冲激响应,在验证算法可靠性的同时,也为后续章节信号传播特性的分析提供了可靠的实测信道冲激响应数据。 第三,基于实测数据对信号的传播特性进行了分析。利用经典功率谱的直接估计法对经过实测信道的信号进行了功率谱估计和分析,并对其频谱带宽进行了计算。研究表明,在室内NLOS环境中UWB信道的高频统计衰减特性尤为明显,此分析方法和结论,对于不同NLOS环境中UWB通信容量和定位精度的估计具有较强的指导意义。最后,由提取的实测信道冲激响应计算得到了关于信道传输的各种统计量,更好地了解了实测信道条件下信号的传播情况,为收发信机的设计提供了参考。