非視距超寬帶傳播特性的研究.pdf

1、超寬帶(UWB,Ultra-wide band)脈沖無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)是國(guó)際上近年來(lái)蓬勃興起的一種無(wú)線(xiàn)通信的革命性傳輸技術(shù)。它可以用極低的功率發(fā)送信息,從而共享現(xiàn)有的頻譜而不是尋求新的頻段,可緩解日益緊張的頻帶資源需求。為保證如此低功率的信號(hào)在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境傳輸?shù)挠行院涂煽啃?要求我們必須準(zhǔn)確掌握其信號(hào)傳播特性。
　　當(dāng)前IEEE超寬帶標(biāo)準(zhǔn)中雖然給出了時(shí)域統(tǒng)計(jì)信道模型,但信道的頻域特性并沒(méi)有得到清晰的反映,而頻域特性對(duì)于UWB信道容量

2、、測(cè)距精度等都有關(guān)鍵的影響。本文正是在此認(rèn)識(shí)上,針對(duì)現(xiàn)有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的后期處理方法的不足,改進(jìn)了時(shí)域去卷積單模板Clean算法,并利用其對(duì)南加州大學(xué)地下實(shí)驗(yàn)室的UWB時(shí)域?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,再將處理得到的信道沖激響應(yīng)進(jìn)行頻譜分析,獲得了較長(zhǎng)距離NLOS傳播環(huán)境中頻域帶寬的變化規(guī)律。主要研究?jī)?nèi)容可概括為以下幾個(gè)方面:
　　第一,分析了無(wú)線(xiàn)信道對(duì)傳輸信號(hào)的影響;重點(diǎn)研究了IEEE802.15.4a標(biāo)準(zhǔn)下的信道模型,包括路徑損耗模型、多徑延遲

3、模型和小尺度衰落模型,并對(duì)其中幾種典型環(huán)境的信道沖激響應(yīng)進(jìn)行了分析。
　　第二,對(duì)信道測(cè)量系統(tǒng)和后期數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行了研究。針對(duì)信道的測(cè)量,分析和比較了時(shí)域和頻域兩種測(cè)量方法,相應(yīng)地搭建了基于時(shí)域方法的實(shí)際測(cè)量系統(tǒng),對(duì)實(shí)驗(yàn)室走廊的視距和非視距環(huán)境進(jìn)行了基于超寬帶通信的信道測(cè)量。針對(duì)現(xiàn)有實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的后期處理方法的不足,改進(jìn)了時(shí)域去卷積單模板Clean算法,降低了與算法相關(guān)的模板信號(hào)獲取的難度,簡(jiǎn)化了信道沖激響應(yīng)的提取過(guò)程。通過(guò)利用改進(jìn)

4、的算法對(duì)南加州大學(xué)地下實(shí)驗(yàn)室的UWB時(shí)域?qū)崪y(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,準(zhǔn)確地提取出信道沖激響應(yīng),在驗(yàn)證算法可靠性的同時(shí),也為后續(xù)章節(jié)信號(hào)傳播特性的分析提供了可靠的實(shí)測(cè)信道沖激響應(yīng)數(shù)據(jù)。
　　第三,基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)信號(hào)的傳播特性進(jìn)行了分析。利用經(jīng)典功率譜的直接估計(jì)法對(duì)經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè)信道的信號(hào)進(jìn)行了功率譜估計(jì)和分析,并對(duì)其頻譜帶寬進(jìn)行了計(jì)算。研究表明,在室內(nèi)NLOS環(huán)境中UWB信道的高頻統(tǒng)計(jì)衰減特性尤為明顯,此分析方法和結(jié)論,對(duì)于不同NLOS環(huán)境中UWB