IR-UWB通信系統(tǒng)若干關鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著信息化時代的到來和電子與計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，個人所擁有的消費電子設備的數(shù)量和種類不斷增加，人們對增加無線互聯(lián)帶寬的需求與頻譜資源變得日益稀缺的矛盾日益突出。近年來出現(xiàn)的超寬帶（UWB）短距離高速無線通信技術(shù)通過使用極窄脈沖將發(fā)射能量擴展到3.1～10.6GHz的頻率范圍內(nèi)，降低了功率譜密度，實現(xiàn)了與現(xiàn)有無線通信系統(tǒng)的頻譜共享，解決了人們對增加無線互聯(lián)帶寬的需求和日益稀缺的頻譜資源之間的矛盾。本文對脈沖無線電超寬帶（IR-UWB）通

2、信系統(tǒng)中的脈沖序列調(diào)制、發(fā)送參考（TR）、盲多用戶檢測和信道估計等關鍵技術(shù)進行了深入研究，主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　 1.鑒于二進制PPM用于構(gòu)建TH-PPM UWB系統(tǒng)的性能不甚理想，提出了采用脈寬調(diào)制（PWM）實現(xiàn)。TH-PWM UWB系統(tǒng)的新方案，分析了TH-PWM調(diào)制的UWB系統(tǒng)在多徑信道中的誤比特率性能及其影響因素。仿真結(jié)果表明其性能優(yōu)于TH-PPM方案。
　　 2.針對利用多個已判決符號的接收波形提取解調(diào)

3、模板的TR-UWB自相關接收機誤比特率（BER）推導過程中存在的不足，重新推導了它的BER表達式，指出了原有推導中存在的不足，并將該接收機稱為基于判決反饋平均（DFA）的TR-UWB自相關接收機，給出了它的詳細結(jié)構(gòu)，導出了該接收機在BER較低時的近似BER表達式。將其與三種經(jīng)典TR-UWB自相關接收機（STR，DTR，ATR）從性能、硬件復雜度和信息傳輸速率三個方面進行了比較，仿真結(jié)果表明基于判決反饋平均的TR-UWB自相關接收機的BE

4、R性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有的三種經(jīng)典TR-UWB自相關接收機。此外，將空間分集的思想引入到TR-UWB自相關接收機的設計中，提出了基于空間分集的多天線TR-UWB自相關接收機方案來改善TR-UWB接收機性能，對三種空間分集合并方式下改進方案的性能進行了分析和仿真。仿真結(jié)果表明通過利用空間分集可以顯著改善TR-UWB自相關接收機的性能。
　　 3.在UWB系統(tǒng)盲多用戶檢測方面，針對TH UWB系統(tǒng)和DS-CDMA UWB系統(tǒng)盲多用戶檢測方

5、案的不足，分別提出了相應的改進方案。（1）無符號間干擾假設下IR-UWB系統(tǒng)盲多用戶檢測算法通常都需要進行信道估計和使用接收信號的二階統(tǒng)計量，使得其性能受到限制。據(jù)此利用獨立分量分析（ICA）的思想，提出了一種使用接收信號高階統(tǒng)計量且不需要信道估計的定點盲多用戶檢測方案。仿真結(jié)果表明所提出的方案具有較好的抗遠近效應和抑制多用戶干擾的能力。（2）為了防止在符號間干擾比較嚴重的多徑信道中，目前的IR-UWB盲多用戶檢測算法性能將急劇惡化，提

6、出了一種ISI不可忽略的多徑信道中的聯(lián)合盲均衡的盲多用檢測方案。它利用約束的最小輸出能量（CMOE）準則實現(xiàn)聯(lián)合均衡ISI和抑制MUI，并采用投影近似子空間跟蹤（PASTd）算法跟蹤合并多徑分量的權(quán)矢量。仿真結(jié)果表明所提出的方案有顯著的信干噪比增益。
　　 4.由于經(jīng)典的最大似然（ML）信道估計算法采用了非等間隔的抽頭延遲線信道模型，通常需要三步才能估計出信道參數(shù)，復雜度較高。本文在TH-BPSK調(diào)制的UWB系統(tǒng)中，基于等間隔的