直接序列超寬帶系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制問題研究.pdf

1、超寬帶技術(shù)由于具有簡單的收發(fā)信機結(jié)構(gòu)、低功耗和高傳輸速率等特點,近些年來得到了廣泛研究,并成為無線個域網(wǎng)重要的物理層候選技術(shù)。由于超寬帶系統(tǒng)占用的帶寬極寬,所以它必須與現(xiàn)有的窄帶系統(tǒng)共享頻譜。為了盡量減少超寬帶系統(tǒng)對現(xiàn)有系統(tǒng)的影響,超寬帶設(shè)備的發(fā)射功率受到嚴格限制,然而,處于同一頻段的已有窄帶系統(tǒng)勢必會對超寬帶系統(tǒng)產(chǎn)生嚴重干擾,甚至?xí)耆枞瑢拵Ы邮諜C。因此,如何消除窄帶干擾的影響對超寬帶接收機的設(shè)計尤為重要。
　　 超寬帶系

2、統(tǒng)中的窄帶干擾消除方法主要包括窄帶干擾躲避技術(shù)和窄帶干擾抑制技術(shù)。窄帶干擾躲避技術(shù)的基本思想是設(shè)計出某種特定的超寬帶脈沖波形,使該波形的頻譜與干擾的譜在頻域中正交,從而使接收機容易從接收信號中把有閣信號和干擾分離開來;窄帶干擾抑制技術(shù)則是利用各種信號處理技術(shù)從接收信號中提取期望的信號。本文重點研究直接序列超寬帶系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制技術(shù)。
　　 論文在討論了超寬帶信號、干擾信號和超寬帶信道等模型的基礎(chǔ)上,研究了高斯白噪聲信道中的窄

3、帶干擾抑制問題。論文首先從誤碼率和信噪比兩方面證明了直接序列擴頻系統(tǒng)不能提供抑制高斯白噪聲增益的結(jié)論。由于超寬帶系統(tǒng)遭受的干擾信號功率遠遠高于超寬帶信號的功率,與傳統(tǒng)的直擴系統(tǒng)中的干擾抑制相比,超寬帶系統(tǒng)中的窄帶干擾抑制更具有挑戰(zhàn)性。論文先將碼輔助干擾抑制技術(shù)推廣至直接序列超寬帶系統(tǒng)中,然后基于盡可能最大化信干噪比的思路,提出了一種新的擴頻序列。研究表明,在自回歸干擾和帶通干擾作用下,使用新擴頻序列的碼輔助技術(shù)的性能明顯優(yōu)于使用傳統(tǒng)擴頻

4、序列時的性能,當(dāng)干擾功率越強和擴頻增益越大時,這種優(yōu)勢越明顯。當(dāng)給定了系統(tǒng)的符號速率和誤碼率時,使用新擴頻序列可以明顯降低碼片速率和系統(tǒng)功耗。本文隨后又提出了一種基于向量相似度理論的擴頻序列選擇方案,通過使用該方案,既能保證擴頻序列具有好的自相關(guān)特性,又能確保碼輔助技術(shù)獲得次最優(yōu)的性能。
　　 鑒于實際的超寬帶系統(tǒng)工作在具有密集多徑的信道環(huán)境中,使用RAKE接收機將有助于改善系統(tǒng)的性能。論文給出了一種基于碼輔助技術(shù)的Select

5、ive-RAKE接收機,研究了當(dāng)采用最大比合并和選擇性分集時RAKE接收機的干擾抑制性能。研究表明,當(dāng)殘留干擾比較強時,不同支路的噪聲項之間的相關(guān)性會導(dǎo)致采用最大比合并的RAKE接收機性能下降。為了改善這一狀況,本文提出了一種基于最小均方誤差準則的分集合并技術(shù),在干擾功率很強的情況下,最小均方誤差合并取得了明顯優(yōu)于最大比合并的性能。論文隨后研究了使用擴頻序列選擇方案的RAKE接收機干擾抑制性能。
　　 論文的最后部分研究了在自回

6、歸干擾和帶通干擾作用下線性預(yù)測濾波器、線性內(nèi)插濾波器和碼輔助技術(shù)等三種干擾抑制技術(shù)的性能。鑒于超寬帶系統(tǒng)遭受的窄帶干擾的功率遠遠高于超寬帶信號的功率,論文比較了在強窄帶干擾作用下線性內(nèi)插濾波器和傳統(tǒng)的碼輔助技術(shù)的干擾抑制性能,深入分析了二者自適應(yīng)實現(xiàn)的復(fù)雜度,并獲得了“強窄帶干擾作用下線性內(nèi)插濾波器比傳統(tǒng)的碼輔助技術(shù)更適合于超寬帶系統(tǒng)的干擾抑制”的結(jié)論,這與直擴系統(tǒng)中的結(jié)論不同。論文還研究了自回歸干擾模型的極點位置和模型階數(shù)、線性預(yù)測和