超寬帶無線傳輸技術(shù)的研究.pdf

1、在本論文中,我們研究超寬帶(UWB)無線傳輸?shù)囊恍╆P(guān)鍵技術(shù).本學(xué)位論文依托于國家863項(xiàng)目"超寬帶無線通信關(guān)鍵技術(shù)的研究",主要研究內(nèi)容包括超寬帶無線通信的基本波形優(yōu)化、信道特性分析、接收機(jī)結(jié)構(gòu)、脈沖方式的系統(tǒng)性能分析、Rake接收機(jī)的徑的選擇算法、多天線技術(shù)在超寬帶無線通信系統(tǒng)中的應(yīng)用、多帶OFDM系統(tǒng)性能的分析,以及有關(guān)超寬帶天線陣列的波形優(yōu)化問題.第二章主要涉及超寬帶信道的問題.首先介紹了兩個(gè)超寬帶信道模型,然后分析了超寬帶信號(hào)的

2、接收能量的波動(dòng)性.具體地,根據(jù)參考無線所報(bào)告的測量結(jié)果顯示,對(duì)于每個(gè)發(fā)射的超寬帶脈沖,在同一個(gè)房間內(nèi)的不同地方上接收到的信號(hào)的能量都比較接近.與窄帶信號(hào)相比,其波動(dòng)性是相當(dāng)小的.它意味著超寬帶系統(tǒng)需要的功率余量比窄帶系統(tǒng)小得多,這是超寬帶系統(tǒng)的一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn),在第二章我們將對(duì)這個(gè)現(xiàn)象給出一個(gè)理論分析.根據(jù)FCC的規(guī)定,UWB室內(nèi)通信系統(tǒng)可以使用3.1-10.6GHz這個(gè)頻帶,而在0.96 GHz到3.1GHz這個(gè)頻帶內(nèi)的輻射功率必須被降

3、得很低,如果使用不合適的脈沖波形,系統(tǒng)的發(fā)射功率必須被大大地降低.在高數(shù)據(jù)速率的應(yīng)用中,將使得接收端難以接收信號(hào),同時(shí)也無法保證系統(tǒng)的性能.第三章的研究目的就是通過波形優(yōu)化的方法來解決這個(gè)問題.實(shí)測數(shù)據(jù)表明,超寬帶通信信號(hào)在室內(nèi)信道中的多徑數(shù)目很大,而且多徑時(shí)延很長,在多用戶的環(huán)境下通常會(huì)引起嚴(yán)重的多用戶干擾(MUI).第四章提出一種接收機(jī)結(jié)構(gòu),通過使用多天線或者在每一個(gè)天線上面使用多個(gè)相關(guān)器,提高系統(tǒng)抑制多用戶干擾和多徑干擾的性能.第

4、五章提出了一個(gè)聯(lián)合M-進(jìn)制PAM-PPM調(diào)制的UWB系統(tǒng),并且分析了這種系統(tǒng)在多用戶多徑環(huán)境下的性能,給出了一個(gè)干擾模型,以及誤符號(hào)率.分析綜合考慮了信道參數(shù),波形,系統(tǒng)參數(shù)和多用戶干擾對(duì)系統(tǒng)性能的影響,還給出了仿真結(jié)果,證實(shí)了分析的準(zhǔn)確性.由于幾種其他的系統(tǒng)都可以看成這種系統(tǒng)的特例,這里的分析具有比較廣的適用性.第六章分析了使用正弦載波的多子帶超寬帶通信系統(tǒng)的性能.超寬帶的典型室內(nèi)信道是密集多徑的信道,如果使用完美的Rake接收機(jī),其

5、復(fù)雜度將會(huì)很高,在實(shí)際系統(tǒng)中使用的都是有限的Rake接收機(jī),第六章將考查有限Rake接收機(jī)的性能.文中首先提出兩種選擇徑的方法,然后與參考文獻(xiàn)上的方法做了對(duì)比,給出了使用這幾種方法的有限徑的Rake接收機(jī)的仿真性能.第七章研究OFDM方案的超寬帶系統(tǒng)性能.文中首先描述了OFDM方案的信號(hào)模型,然后提出一種接收能量的模型,并且推廣到多天線的情形,得出了誤碼率的表達(dá)式,通過仿真驗(yàn)證了分析結(jié)果.第八章由兩個(gè)部分組成,8.1分析了超寬帶圓盤形天