超寬帶自相關接收機關鍵技術研究.pdf

1、UWB(即超寬帶)通信技術是本世紀初開始興起的一項新興的通信技術，其中脈沖無線電超寬帶技術(IR UWB)是其中一個重要的技術分支。該技術在密集多徑環(huán)境下具有特殊的優(yōu)勢。但若實現(xiàn)最佳接收，在信道估計以及同步等方面需要付出的代價不是簡單的系統(tǒng)結構可以承受的，因此次最佳的自相關接收技術受到人們的重視。本文主要針對自相關類型超寬帶接收機開展研究，另外還針對超寬帶技術所面臨的一些基本問題，如信道容量、頻譜特性等開展深入的探討，取得的主要成果有：

2、
　　 (1)現(xiàn)有常規(guī)超寬帶通信均定位于短距離(數(shù)十米以內)高速通信應用，本文從信息論的角度討論了遠距離超寬帶通信的可行性。研究表明超寬帶技術在某些特殊情況下也可應用于遠距離通信，只不過不像近距離通信應用的優(yōu)勢那樣明顯。論文給出了基于地空應用的遠距離UWB“兩簇”信道模型假設，分析了多普勒效應的影響，提出了針對UWB信道的相干時間的概念。此外，進一步對超寬帶信道容量以及結合MIMO的信道容量進行了分析，得到了具有指導意義的結果。

3、
　　 (2)超寬帶系統(tǒng)要求與其它無線系統(tǒng)具有良好的共存性能，因此，其發(fā)射功率譜密度在頻域的分布必須合理，以便盡可能少干擾其它無線系統(tǒng)，這是一個重要問題。本文針對常規(guī)的跳時超寬帶信號的頻譜特性進行了研究，發(fā)現(xiàn)常規(guī)的跳時操作對頻譜的平滑作用常常顯得不夠充分，而殘留一些功率譜密度較大的諧波頻點；為了改善這種頻譜特性，在分析CPPM和PCTH調制方式的基礎上，提出了一種新的偽混沌脈沖位置調制(PCPPM)方式，其綜合性能得到明顯的改善

4、。性能分析和仿真實驗結果驗證了這個結論。
　　 (3)超寬帶系統(tǒng)中自相關接收機的性能分析是一項基礎研究工作。本文在總結現(xiàn)有結論的基礎上，對自相關接收技術進行了分類；提出了PPM調制的TR和DIFF接收機，完善了適用的調制方式；并提出了相應的GLRT最佳接收機，作為性能參考的基準。此外，論文對自相關類型接收機均進行了性能分析。
　　 (4)MIMO技術和UWB技術的結合是實現(xiàn)高速傳輸?shù)闹匾緩剑珡碗s度較高。為了降低實現(xiàn)復

5、雜度，研究發(fā)現(xiàn)UWB和MIMO相結合具有一些獨特的優(yōu)勢，比如在UWB中簡單的發(fā)射分集就會有性能增益，這與窄帶系統(tǒng)是不同的；論文進一步提出了一種TR-MIMO-UWB技術方案，該方案無需信道估計，且易于實現(xiàn)。性能分析表明該方案是可行性。
　　 (5)本文在分析TDT盲定時算法的基礎上，提出了一種適用于PPM調制的TS-TDT盲定時算法，該算法采用兩條相關支路計算延遲互相關值從而獲得同步信息。理論分析和仿真結果表明該算法具有較低的復