Chirp超寬帶通信的調(diào)制和時間同步技術研究.pdf

1、超寬帶技術能實現(xiàn)高速通信，近年來正成為無線通信領域的研究熱點。基于Chirp擴頻技術的超寬帶系統(tǒng)還具有抗干擾能力強、抗頻偏能力強、抗多徑能力強和發(fā)射功率低等優(yōu)點，因此其應用前景十分廣闊。2007年，Chirp擴頻技術成為IEEE802.15.4a物理層標準之一，就是對其發(fā)展?jié)摿Φ淖詈米C明。 本文對Chirp超寬帶通信技術，特別是Chirp超寬帶的調(diào)制方法和時間同步方法，進行了深入研究，主要內(nèi)容包括： 分別介紹了超寬帶的概

2、念、Chirp超寬帶的發(fā)展與應用以及Chirp超寬帶的研究現(xiàn)狀，并列出了Chirp超寬帶研究中有待解決的一些問題，指出了本文研究的內(nèi)容。隨后介紹了Chirp超寬帶的核心--Chirp擴頻技術和IEEE802.15.4a工作組提出的超寬帶信道模型。 研究了Chirp超寬帶的現(xiàn)有的調(diào)制方式，包括二進制正交鍵控調(diào)制和直接調(diào)制。從理論上分析了這兩種調(diào)制信號的功率譜，并研究了不同解調(diào)方法下的誤碼率，通過仿真對理論結果進行了驗證。推導了二進

3、制正交鍵控調(diào)制中相關系數(shù)的表達式。跟直接調(diào)制相比，二進制正交鍵控調(diào)制不需要信道估計，但信息傳輸速率較低，針對這點不足，在二進制正交鍵控調(diào)制的基礎上提出了一種新的調(diào)制方式及其帶差分編碼的模式，即四進制雙正交鍵控調(diào)制和差分四進制雙正交鍵控調(diào)制。分析了四進制雙正交鍵控調(diào)制信號的功率譜和誤符號率，并仿真了差分四進制雙正交鍵控調(diào)制在超寬帶信道中的誤碼率。 分析了同步誤差對系統(tǒng)誤碼率的影響。隨后介紹了常用時間同步算法，并證明了該算法在高信噪

4、比條件下是對信道時延的近似的最大似然估計。針對常用時間同步算法在低信噪比條件下效果不好的問題，基于干擾抑制的思想提出了改進型時間同步算法，并通過仿真對比了改進型時間同步算法相對于常用時間同步算法的性能提高。最后針對高階調(diào)制需要信道估計的問題，通過引入傳輸參考技術提出了信道和時間聯(lián)合估計算法，并通過仿真研究了該算法的性能。 對使用三種不同調(diào)制方式的Chirp超寬帶系統(tǒng)，設計了易于實現(xiàn)的數(shù)字電路結構。針對數(shù)字匹配濾波器消耗資源太大的