空間飛行器DS-UWB通信多用戶檢測(cè)與頻譜共存技術(shù)研究.pdf

1、隨著衛(wèi)星、小型無(wú)人機(jī)等空間飛行器技術(shù)的快速發(fā)展，空間飛行器的編隊(duì)飛行技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。在這方面，DS-UWB（Direct Sequence Ultra Wideband，直接序列超寬帶）通信系統(tǒng)擁有信息傳輸速率高、易于實(shí)現(xiàn)多址通信等一系列優(yōu)點(diǎn)，適合于搭建編隊(duì)空間飛行器的通信鏈路。編隊(duì)空間飛行器 DS-UWB通信屬多址系統(tǒng)，與傳統(tǒng) UWB通信有兩方面不同。一方面，一般通信距離在300m~10km范圍內(nèi)，大大超出地面室內(nèi) UWB的

2、通信距離，因此發(fā)射功率必定突破 FCC（Federal Communication Committee，聯(lián)邦通信委員會(huì)）對(duì)室內(nèi)UWB通信的限制。另一方面，DS-UWB通信要與現(xiàn)行USB（Unified S-band，統(tǒng)一S波段）窄帶測(cè)控系統(tǒng)信號(hào)共存，且由于UWB占用帶寬較寬，會(huì)覆蓋USB傳輸頻段，兩種通信體制勢(shì)必相互干擾，研究二者的頻譜共存勢(shì)在必行。
　　針對(duì) DS-UWB多用戶檢測(cè)技術(shù)，本文建立了一種基于匹配濾波和誤碼識(shí)別的聯(lián)合

3、多用戶檢測(cè)方法，將多用戶檢測(cè)問題歸納為匹配濾波檢測(cè)判決之后的誤碼識(shí)別與篩選的過程，通過構(gòu)造基于最優(yōu)多用戶法則的映射函數(shù)，將匹配濾波的判決碼元映射到特征空間，并通過K均值聚類的方法對(duì)碼元進(jìn)行識(shí)別，篩選出誤碼，并通過符號(hào)判決法則來(lái)糾正誤判，從而有效降低誤碼率。在實(shí)驗(yàn)仿真過程中分別對(duì)誤碼率、計(jì)算復(fù)雜度、抗多址干擾能力以及誤碼識(shí)別率四個(gè)主要性能指標(biāo)進(jìn)行仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，聯(lián)合多用戶檢測(cè)算法的誤碼性能逼近最優(yōu)多用戶檢測(cè)器，其計(jì)算復(fù)雜度隨用戶數(shù)而線

4、性增長(zhǎng)，具有良好的實(shí)時(shí)處理能力；此外，該聯(lián)合算法隨著用戶數(shù)量的增加，能夠保持良好的檢測(cè)性能，非常適合于多用戶、大容量通信條件下的檢測(cè)。
　　針對(duì)于頻譜共存技術(shù)，本文分析了USB窄帶信號(hào)對(duì)于DS-UWB系統(tǒng)的干擾模型，提出了干擾閾值的概念，并且在實(shí)驗(yàn)仿真中得出了聯(lián)合多用戶檢測(cè)對(duì)于USB窄帶干擾有較好的抑制效果這一結(jié)論。此外，本文重點(diǎn)研究了存在編隊(duì)飛行器DS-UWB通信干擾的情況下USB接收機(jī)性能問題。我們分析了在不同的DS-UWB脈