脈沖超寬帶系統(tǒng)傳輸性能研究.pdf

1、脈沖超寬帶(IR-UWB, Impulse Radio Ultra Wideband)通過發(fā)射納秒級(jí)的脈沖串來傳輸信息，具有功耗小，實(shí)現(xiàn)簡單，潛在支持高速通信等優(yōu)點(diǎn)，因而被視為一種室內(nèi)密集多徑環(huán)境下高速通信的手段。然而，利用 IR-UWB技術(shù)實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)環(huán)境中高速通信還有很多難點(diǎn)。首先，為了與現(xiàn)有系統(tǒng)共存，超寬帶信號(hào)要滿足一定的發(fā)射功率限制；其次，超寬帶信號(hào)采用納秒級(jí)的脈沖，在收發(fā)端都難以對(duì)脈沖準(zhǔn)確地定時(shí)，而定時(shí)抖動(dòng)會(huì)引起系統(tǒng)傳輸性能的下

2、降；再次，脈沖產(chǎn)生的密集多徑能量難以收集且存在相互干擾；最后，信道幅度上的衰落會(huì)導(dǎo)致信號(hào)到達(dá)接收端時(shí)能量有較大的損失，使得信號(hào)難以檢測和解調(diào)。本課題就是研究在上述限制因素下脈沖超寬帶系統(tǒng)的傳輸性能及其提升方法。
　　本文首先分析了 AWGN信道下采用相關(guān)接收方式時(shí)脈沖超寬帶系統(tǒng)的傳輸性能，AWGN信道是一種理想的信道情況，對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)傳輸性能也是實(shí)際系統(tǒng)性能的上限。為了更確切地描述實(shí)際系統(tǒng)的傳輸性能，分別從兩個(gè)方面對(duì)單徑相關(guān)接收系統(tǒng)

3、的性能進(jìn)行了分析。第一，考慮了接收信號(hào)時(shí)定時(shí)抖動(dòng)對(duì)系統(tǒng)性能的影響，分析了不同的定時(shí)抖動(dòng)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)傳輸性能。第二，分析了IEEE802.15.3a工作組給出的多徑信道模型下系統(tǒng)的傳輸性能，并比較了不同脈沖波形對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)性能。
　　單徑相關(guān)接收系統(tǒng)只接收信號(hào)首徑的能量，不能有效地利用脈沖多徑的能量來解調(diào)信息，因此單徑相關(guān)接收系統(tǒng)的傳輸速率與帶寬的比值，即頻譜效率都在6％以下。為了有效地提高系統(tǒng)傳輸性能，本文研究了超寬帶中能夠有效收集多

4、徑能量的接收方式，并分析了它們的性能。在考慮了接收端定時(shí)抖動(dòng)的情況下，比較了包括傳輸參考、頻移參考等超寬帶接收系統(tǒng)的傳輸性能。
　　當(dāng)收發(fā)雙方的距離較遠(yuǎn)或是兩者之間存在著障礙物時(shí)，信道幅度上的衰落會(huì)導(dǎo)致信號(hào)到達(dá)接收端時(shí)能量有較大的損失，接收端難以對(duì)信號(hào)進(jìn)行檢測和解調(diào)。為了解決這一問題，將協(xié)作的思想引入脈沖超寬帶系統(tǒng)當(dāng)中，并針對(duì)目前中繼時(shí)延分配算法中存在的問題，提出了一種能夠有效降低中繼轉(zhuǎn)發(fā)信號(hào)在接收端沖突的中繼時(shí)延分配算法。并基于