IR-UWB系統(tǒng)的接收及同步技術的研究.pdf

1、脈沖超寬帶(IR-UWB)技術在短距離高速無線個人局域網(wǎng)(WPAN)以及低功耗,低速率的傳感器網(wǎng)絡方面具有廣泛的應用前景。IR-UWB接收機設計的關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)接收機需要大量的并行支路(finger),而且需要準確的定時同步和信道估計,這就使接收機的結構很復雜;另一種流行的接收機是發(fā)射參考(TR)接收機,TR接收機結構簡單,可以有效地收集多徑信道能量,不需

2、要信道估計,但噪聲模板信號使接收機性能下降,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。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,而且同步時間會很長。在可能幾百個備選徑中作選擇,其復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雜度定時同步算法。
　　本學位論文主要對IR-UWB系統(tǒng)中的接收和定時同步兩項關鍵技術進行了

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

4、對兩種接收機關鍵參數(shù)的選取也做了深入的分析,得出一些有用的結論。
　　2針對TR-UWB系統(tǒng)的低資源利用率和相關模板易受噪聲干擾的缺點。我們研究了兩種受擾模板(DT)接收方案。與RAKE接收機相比,這兩種接收方案可以更加有效的收集多徑信道能量,但復雜度更低;與TR接收機相比,這兩種方案可以很好地減少噪聲對模板信號的影響,改進了整個系統(tǒng)的性能,由于發(fā)射信號中不含有參考信號,提高了能量效率。
　　3針對PPM-UWB信號,我們研