基于時間反演技術(shù)的超寬帶無線通信的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、信息的高效傳輸是未來無線通信研究的主要方向。超寬帶(Ultrawideband：UWB)無線通信系統(tǒng)與其它無線通信系統(tǒng)相比，具有高通信容量、高多徑分辨率、不需要新頻譜、保密性好等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，成為了下一代無線通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。 時間反演(TimeReversal：TR)技術(shù)是由M．Fink于1992年首先應(yīng)用于聲學(xué)領(lǐng)域，近年來被引入電磁波領(lǐng)域。由于TR應(yīng)用于UWB無線通信時，將極大地增加信道容量、減少同信道干擾、降低碼間干擾、提高

2、信息傳輸速率，因此吸引了大批無線通信研究者TR在UWB通信中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。本論文就TR技術(shù)進(jìn)行了研究，共分為以下五章。 第一章介紹了UWB無線通信的發(fā)展歷史、存在問題、目前的解決方法和TR的優(yōu)勢；簡要闡述了TR時空聚焦原理，調(diào)研了TR技術(shù)應(yīng)用于UWB無線通信的研究進(jìn)展。 第二章介紹了TR-UWB無線傳輸實(shí)驗(yàn)中相關(guān)的技術(shù)，包括脈沖形成器、功率限制、Clean算法等。利用先進(jìn)的儀器搭建了TR-UWB無線傳輸實(shí)驗(yàn)平臺，并對

3、各硬件的指標(biāo)要求進(jìn)行了說明。 第三章提出了單輸入多輸出(SIMO)技術(shù)與TR技術(shù)相結(jié)合的多用戶UWB無線傳輸方式，并從理論上證明了SIMO-TR的可行性。介紹了在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中將會面臨的實(shí)際問題并提出了相應(yīng)的解決方案。采用全時域方法在小型辦公室內(nèi)環(huán)境下對SIMO-TR-UWB無線傳輸進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。研究內(nèi)容主要包括TR對信號波形的恢復(fù)、多徑效應(yīng)抑制能力、不同脈沖的聚焦特性，發(fā)送分集技術(shù)對系統(tǒng)性能的影響，并最終實(shí)現(xiàn)了500Mbps信息

4、速率下的用戶數(shù)為2的UWB無線通信。 第四章在SIMO-TR基礎(chǔ)上研究了多輸入多輸出(MIMO)與TR相結(jié)合的多用戶UWB無線傳輸方式。首先，在小型辦公室內(nèi)環(huán)境下通過發(fā)射高斯單脈沖信號對2×2情況下的4個用戶信道進(jìn)行了探測。然后，通過Matlab仿真軟件對TR信號在各用戶的聚集特性進(jìn)行了研究，并分別仿真實(shí)現(xiàn)了250Mbps、330Mbps、500Mbps速率情況下MIMO-TR多用戶通信。結(jié)果顯示，TR聚焦特性有效地提高了MIM