IR-UWB系統(tǒng)的接收及同步技術(shù)的研究.pdf

1、脈沖超寬帶(IR-UWB)技術(shù)在短距離高速無(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)(WPAN)以及低功耗,低速率的傳感器網(wǎng)絡(luò)方面具有廣泛的應(yīng)用前景。IR-UWB接收機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題是如何有效的從密集多徑信道收集能量。為了捕獲足夠多的多徑信道能量,傳統(tǒng)的瑞克(RAKE)接收機(jī)需要大量的并行支路(finger),而且需要準(zhǔn)確的定時(shí)同步和信道估計(jì),這就使接收機(jī)的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜;另一種流行的接收機(jī)是發(fā)射參考(TR)接收機(jī),TR接收機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可以有效地收集多徑信道能量,不需

2、要信道估計(jì),但噪聲模板信號(hào)使接收機(jī)性能下降,參考脈沖的使用,使得數(shù)據(jù)傳輸效率只有50％。
　　實(shí)際上,IR-UWB物理層的最大挑戰(zhàn)之一就是快速精確的同步技術(shù)。匹配濾波器同步方案在密集多徑環(huán)境下并不是最優(yōu)的,而且同步時(shí)間會(huì)很長(zhǎng)。在可能幾百個(gè)備選徑中作選擇,其復(fù)雜度也是不可接受的。IR-UWB系統(tǒng)迫切需要能夠在密集多徑環(huán)境下可靠工作的低復(fù)雜度定時(shí)同步算法。
　　本學(xué)位論文主要對(duì)IR-UWB系統(tǒng)中的接收和定時(shí)同步兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了

3、研究。主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　1對(duì)傳統(tǒng)TR接收機(jī)的性能進(jìn)行了深入的分析。針對(duì)傳統(tǒng)TR接收機(jī)的相關(guān)模板易受噪聲影響的缺點(diǎn),我們采用廣義最大似然比檢測(cè)(GLRT)方法實(shí)現(xiàn)對(duì)TR-UWB信號(hào)的最佳檢測(cè)。理論分析表明:TR超寬帶系統(tǒng)的GLRT接收機(jī)(GLRT-TR)能有效地減小模板信號(hào)中的噪聲,改進(jìn)TR接收機(jī)的檢測(cè)性能。通過理論分析給出了GLRT-TR接收機(jī)的誤碼率表達(dá)式;并通過仿真對(duì)傳統(tǒng)TR和GLRT-TR接收機(jī)性能進(jìn)行了比較,最后

4、對(duì)兩種接收機(jī)關(guān)鍵參數(shù)的選取也做了深入的分析,得出一些有用的結(jié)論。
　　2針對(duì)TR-UWB系統(tǒng)的低資源利用率和相關(guān)模板易受噪聲干擾的缺點(diǎn)。我們研究了兩種受擾模板(DT)接收方案。與RAKE接收機(jī)相比,這兩種接收方案可以更加有效的收集多徑信道能量,但復(fù)雜度更低;與TR接收機(jī)相比,這兩種方案可以很好地減少噪聲對(duì)模板信號(hào)的影響,改進(jìn)了整個(gè)系統(tǒng)的性能,由于發(fā)射信號(hào)中不含有參考信號(hào),提高了能量效率。
　　3針對(duì)PPM-UWB信號(hào),我們研