基于聲表面波技術的無線通信系統(tǒng)的研究.pdf

1、本論文是在國家高技術研究計劃(863計劃)、國家自然科學基金、天津市科技發(fā)展計劃科技攻關項目、天津市科技支撐重點項目等的支持下完成的。
　　 結合課題研究的目標,對基于聲表面波的無線通信系統(tǒng)進行了深入的理論和仿真實驗研究:分別對聲表面波信號處理原理、基于聲表面波的超寬帶無線通信系統(tǒng)、基于聲表面波的超寬帶射頻識別傳感系統(tǒng)以及基于聲表面波的氣體傳感系統(tǒng)進行了研究與創(chuàng)新。本文將超寬帶技術引入了聲表面波射頻識別無線通信傳感系統(tǒng)中,使得聲

2、表面波標簽達到低損耗的指標要求；并利用CDMA擴頻編碼和線性調頻編碼等方案解決聲表面波射頻識別系統(tǒng)的多標簽(多傳感器)復用的難題。本論文的主要內容和成果概括如下:
　　 1、概述了超寬帶無線通信、射頻識別技術的發(fā)展現(xiàn)狀和現(xiàn)行標準；總結了聲表面波技術的發(fā)展狀況,以及它在超寬帶擴頻通信、射頻識別領域的應用現(xiàn)狀和發(fā)展前景。闡述了聲表面波技術的興起與發(fā)展為我們后面的研究工作無論從理論上或實踐上均提供了有力的技術保障。
　　 2、

3、概述了聲表面波器件的基本結構和工作原理；對不同類型的叉指換能器和濾波器的重要參數(shù)等進行了歸納和數(shù)值計算；對若干種聲表面波信號處理器的性能進行了建模與仿真:分別對線性調頻聲表面波發(fā)生器和非線性發(fā)生器進行了仿真性能研究；總結了以聲表面波傅立葉變換為基礎的擴時系統(tǒng),并進行了算法仿真。聲表面波信號處理技術和工藝實現(xiàn)為超寬帶啁啾系統(tǒng)、超寬帶多用戶擴時算法、超寬帶射頻識別系統(tǒng)和氣體檢測系統(tǒng)提供理論和實施基礎。
　　 3、深入研究了基于聲表面

4、波的擴頻線性調頻通信系統(tǒng)。從互相關性、濾波器碼元重復情況、碼間干擾等方面對影響擴頻線性調頻通信系統(tǒng)的參數(shù)進行了數(shù)值計算與仿真,并以這些參量為變量推導了系統(tǒng)誤碼性能理論性能,同時進行了蒙特卡羅系統(tǒng)仿真實驗。仿真結果表明實驗結果與理論推導完全符合。該系統(tǒng)模型是啁啾擴時、擴頻、多掃頻啁啾率多用戶超寬帶系統(tǒng)的基礎框架。
　　 4、在超寬帶線性調頻擴頻通信的基礎上,總結了聲表面波技術在超寬帶無線通信的應用和發(fā)展趨勢。提出基于多掃頻率的超寬

5、帶多址接入方法。該方法改變了傳統(tǒng)線性調頻超寬帶系統(tǒng)采用的對不同用戶隨機分配具有不同掃頻率的聲表面波成型器以克服多址干擾的方法,克服了在大量活動用戶同時通信的環(huán)境中難以為聲表面波器件隨機分配掃頻率的弊端。從理論上分析了基于聲表面波的啁啾超寬帶系統(tǒng)的誤碼性能與啁啾信號重疊的關系。為聲表面波超寬帶無線通信取代沖激無線電發(fā)射方式提供了有力的理論依據(jù)。針對超寬帶系統(tǒng)中的窄帶干擾,應用第二章的聲表面波擴時算法抑制窄帶干擾；并提出基于多掃頻率的擴時編

6、碼,利用多掃頻率波形良好的互相關性抑制超寬帶多址干擾。進行了完整的系統(tǒng)建模仿真。較目前普遍使用的多用戶檢測無線通信系統(tǒng),該系統(tǒng)具有成本低、復雜度低、容易實現(xiàn)等優(yōu)點。
　　 5、首次提出符合超寬帶指標的聲表面波射頻識別系統(tǒng),并分別研究了以擴頻通信和擴頻多掃頻率調頻為原理的聲表面波標簽,該系統(tǒng)實現(xiàn)了低損耗、多址接入與信號分離的寬帶射頻識別技術；對系統(tǒng)的信號處理技術進行了詳盡的模型建立與仿真實驗。
　　 6、進行了基于聲表面波