脈沖超寬帶系統(tǒng)時變信道估計算法的研究.pdf

1、作為未來無線短距高速數(shù)字傳輸通信系統(tǒng)有力的候選方案之一，超寬帶（UWB）技術(shù)正受到更廣泛的關(guān)注和更加深入的研究。根據(jù)2002年4月的提案，聯(lián)邦通訊委員會（FCC）定義超寬帶技術(shù)為任意相對帶寬不少于20％的無線傳輸技術(shù)，脈沖超寬帶通過在時域上發(fā)射極短的脈沖信號這一核心特點成為了最傳統(tǒng)的超寬帶技術(shù)。脈沖超寬帶系統(tǒng)的優(yōu)點有：極高的數(shù)據(jù)傳輸速率和用戶容量；成本較低、功耗較小、電路實現(xiàn)簡單；高分辨率，抗多址干擾和多徑傳播強；難監(jiān)測，魯棒性好等等。

2、脈沖超寬帶系統(tǒng)的應(yīng)用涵蓋個人計算機，移動終端，消費類電子產(chǎn)品，在無線個域網(wǎng)，傳感器網(wǎng)絡(luò)，圖像成形系統(tǒng)，車載雷達系統(tǒng)等方面有廣闊的應(yīng)用，未來可預(yù)期的技術(shù)包括無線USB，精確定位，超高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)??；仡櫫诉@種技術(shù)的信號形式并深入討論了它在抗多址干擾和多徑傳播方面的能力。在現(xiàn)有的超寬帶系統(tǒng)接收機架構(gòu)中，自適應(yīng)均衡和分級接收技術(shù)被廣泛的應(yīng)用以改進接收機性能，而實現(xiàn)這些技術(shù)的前提是信道多徑的衰減和延遲因子必須已知，換言之，準(zhǔn)確的信道估計必不可少。

3、 本文首先總結(jié)了脈沖UWB通信系統(tǒng)信道估計技術(shù)方面的經(jīng)典文獻，并在此基礎(chǔ)上提出了改進的兩種算法。第一種算法，針對稠密多徑環(huán)境下超寬帶無線通信系統(tǒng)的信道估計問題，提出了一種改進的卡曼濾波算法，估計和跟蹤時變信道的信道沖激響應(yīng)（CIR）。該算法包括兩個步驟：頻域預(yù)濾波和卡曼濾波。其核心思想是在傳統(tǒng)的卡曼濾波前導(dǎo)入頻域預(yù)濾波來簡化卡曼測量方程，從而使包括測量更新，卡曼增益和錯誤協(xié)方差矩陣在內(nèi)的測量更新方程的求解公式化為更簡潔的形式。這