基于MIMO的MB-IR-UWB系統(tǒng)及均衡算法研究.pdf

1、隨著無線局域網(wǎng)（WLANS)、無線個人網(wǎng)(W1PANS)及家庭娛樂網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)的興起，人們對短距離快速通信業(yè)務(wù)的要求不斷提高，超寬帶系統(tǒng)成為有望滿足這一要求的解決方案之一。多波段脈沖超寬帶(multiband impulse radio ultra-wide-band，MB-IR-UWB)系統(tǒng)已經(jīng)被證明可以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率、頻率分集增益及頻譜利用的靈活性。為了進一步提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率，本文引入多天線（multiple input

2、and multiple output，MIMO）技術(shù)，給出了一個基于MIMO的MB-IR-UWB系統(tǒng)。MIMO技術(shù)可以在不增加系統(tǒng)帶寬的前提下增加系統(tǒng)的信道容量。因此，基于MIMO的MB-IR-UWB系統(tǒng)的頻譜利用靈活，信道容量得到提高，并且有獲得空時頻分集復(fù)用增益的潛力，將成為短距離高速傳輸?shù)难芯恐攸c。
　　本文首先給出了基于MIMO的MB-IR-UWB系統(tǒng)的總體模型，包括系統(tǒng)模型、發(fā)射機和接收機的信號模型，并推導(dǎo)了基于MIM

3、O的MB-IR-UWB系統(tǒng)的信道容量公式。同時為了說明新提出系統(tǒng)的性能，本文加入了兩個對比多波段 MIMO系統(tǒng)，建立了仿真模型，比較三個系統(tǒng)的信道容量和BER等性能。并且，為了解決系統(tǒng)空時頻分集增益和復(fù)用增益不可兼得的問題，又在系統(tǒng)中加入了空時頻編碼。理論分析和仿真結(jié)果表明，系統(tǒng)的信道容量與天線數(shù)和波段數(shù)呈現(xiàn)正比例關(guān)系；系統(tǒng)可以通過空時頻編碼來提供空時頻分集復(fù)用增益，誤碼率性能得到提高。
　　另外，由于系統(tǒng)中存在多流干擾（mult

4、i-stream interference，MSI）、同頻干擾（same frequency interference，SFI）以及在IEEE802.15.3a多徑信道下的碼間串?dāng)_（inter-symbol interference，ISI），本文中引入均衡技術(shù)來降低這些干擾對系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊?。首先給出了時間翻轉(zhuǎn)（time reversal，TR）均衡技術(shù)和頻域均衡（frequency domain equalization，F(xiàn)DE）

5、技術(shù)的數(shù)學(xué)模型，然后建立均衡器仿真模型，在不同系統(tǒng)參數(shù)情況下比較了TR均衡技術(shù)和FDE技術(shù)的抗ISI、MSI性能以及對信道的魯棒性。仿真結(jié)果表明，當(dāng)信道的自相關(guān)和互相關(guān)特性足夠理想時，TR均衡技術(shù)抗MSI的能力優(yōu)于頻域均衡。隨著信道相關(guān)性狀況越來越不理想，頻域均衡的抗MSI和ISI的能力將優(yōu)于TR均衡器。
　　因此，文中所給出的基于MIMO的MB-IR-UWB系統(tǒng)，可以在不增加系統(tǒng)帶寬的前提下提高信道容量，通過空時頻編碼來平衡系統(tǒng)