Enhanced DC-OFDM超寬帶無線通信關鍵技術研究.pdf

1、超寬帶(UWB，Ultra Wideband)無線通信技術以高傳輸速率、高分辨率和低功耗等優(yōu)點日益受到人們的青睞，已逐漸成為無線通信領域研究、開發(fā)和應用的熱點，并被視為下一代無線通信的關鍵技術之一。超寬帶國際標準ECMA368/369的出現(xiàn)進一步推動了UWB的規(guī)范化和實用化進程。 ECMA-368/369中的頻譜使用不符合我國超寬帶發(fā)展的實際情況，且其頻譜使用不夠靈活，頻譜利用效率不高，對硬件實現(xiàn)要求也比較高；而東南大學提出的第

2、一代DC-OFDM超寬帶系統(tǒng)方案與ECMA-368/369相比，具有頻譜使用靈活、頻率利用效率高等特點，但是其最初依據(jù)的超寬帶使用頻譜等內容都已不符合最新現(xiàn)狀，所以我們有必要在第一代DC-OFDM方案上進行改進，使其符合超寬帶的最新發(fā)展要求，并稱之為Enhanced DC-OFDM方案。本學位論文把Enhanced DC-OFDMUWB系統(tǒng)邏輯信道劃分、多用戶動態(tài)資源分配、多速率設計、物理層技術以及雙模式通信等內容作為主要研究課題，屬于

3、UWB傳輸技術的研究范疇。 論文首先對現(xiàn)有的幾種UWB無線通信方案進行了討論，包括無載波脈沖方案、DS-CDMA方案、MB-OFDM方案以及第一代雙載波OFDM方案。 其次，本文詳細分析了有關單載波跳頻序列的技術原理，在此基礎上，給出了雙載波跳頻序列相關函數(shù)定義，并且推導了非重復雙載波跳頻序列的理論限，提出了非重復菲完全雙載波跳頻序列的構造算法，據(jù)此設計了Enhanced DC-OFDM系統(tǒng)邏輯信道劃分方案，與幾種同類技

4、術相比，該方案具有最低的碰撞概率，提高了系統(tǒng)在多微網通信條件下的性能。 第三，通過對已存在的各種動態(tài)資源分配算法的研究與分析，我們發(fā)現(xiàn)無論是單用戶的Hughes-Hartogs貪婪算法，還是多用戶的最優(yōu)WONG算法以及次優(yōu)MAO算法，都追求在比特分配、自適應調制以及子載波分配上聯(lián)合最優(yōu)，不符合采用固定調制的DC-OFDM系統(tǒng)，所以本文提出了適合該系統(tǒng)的固定調制OSCA算法，與同類分配算法相比，性能得到了很大的改善。此外，由于目前

5、的幾種UWB系統(tǒng)支持的速率過于單一，不滿足無線多媒體業(yè)務速率多樣化的傳輸要求，論文還給出了一種多速率設計方案，在不增加系統(tǒng)復雜度的情況下，支持更多速率的數(shù)據(jù)傳輸。 論文最后，對Enhanced DC-OFDM UWB系統(tǒng)物理層方案進行了深入研究和探討，根據(jù)系統(tǒng)收發(fā)信機框圖分析數(shù)據(jù)流流向過程，給出系統(tǒng)基本參數(shù)，并對物理層的一些技術方案進行分析研究。同時就Enhanced DC-OFDM系統(tǒng)方案與國際標準方案的互聯(lián)互通問題，給出一種