超宽带通信中编码与调制技术的研究

论文摘要

超宽带技术具有发射功率低、处理增益高、多径分辨能力强、传输速率高、空间容量大等优点,非常适合用于短距离无线通信,在军用和民用领域均有广泛的应用范围。同时,作为一种新兴的通信技术,它也面临着许多挑战。本文研究了超宽带通信中的编码和调制技术。研究了TH-PPM超宽带通信系统,使用MATLAB对其进行了仿真,通过仿真考察了脉冲参数、信道编码等因素对系统性能的影响,并对IEEE给出的超宽带信道模型和多径信道环境中的Rake接收机进行了研究。针对TH-PPM信号在多径信道环境下出现的发送不同数据符号的误码率不平衡现象,借鉴曼彻斯特码的编码方法并结合超宽带系统中常用的重复编码方法,提出了一种平衡编码的方法来解决这一问题。仿真表明,使用该编码方法可以平衡不同数据符号的误码率,获得过零检测下的最佳接收。脉冲位置幅度调制（PPAM）是一种将脉冲位置调制（PPM）和脉冲幅度调制（PAM）结合到一起的新型调制方式。对PPAM在超宽带系统中的应用进行了研究,并通过仿真对22-PPAM超宽带系统和2-PPM超宽带系统进行了比较,仿真表明,与2-PPM相比,22-PPAM可以显著提高系统的数据速率。在分别研究平衡编码和脉冲位置幅度调制的基础上,研究了如何将两种技术结合起来,以充分利用其各自的优势。仿真表明,使用平衡编码+脉冲位置幅度调制的超宽带系统,可以在实现最佳接收的同时获得更高的数据速率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 超宽带的概念和发展历史
• 1.1.1 超宽带的概念
• 1.1.2 超宽带的分类
• 1.1.3 超宽带的发展历史
• 1.2 超宽带技术的特点及研究现状
• 1.2.1 超宽带的特点
• 1.2.2 超宽带的主要应用
• 1.2.3 超宽带的关键技术
• 1.2.4 超宽带的技术规范和标准化工作
• 1.2.5 超宽带技术的研究现状
• 1.3 课题研究内容
• 第二章 超宽带通信系统的建模与分析
• 2.1 超宽带通信系统的组成
• 2.1.1 超宽带系统的发射机
• 2.1.2 传输信道模型
• 2.1.3 超宽带系统的接收机
• 2.2 加性高斯白噪声信道下超宽带系统的仿真
• 2.2.1 加性高斯白噪声信道下系统的性能
• 2.2.2 脉冲参数对系统性能的影响
• 第三章 多径衰落信道和Rake 接收机
• 3.1 多径衰落信道
• 3.1.1 多径信道的冲激响应
• 3.1.2 离散时间信道冲激响应
• 3.1.3 IEEEuwb 信道模型
• 3.2 Rake 接收机
• 3.2.1 Rake 接收原理
• 3.2.2 超宽带Rake 接收机
• 第四章 平衡编码
• 4.1 重复编码TH-PPM 超宽带系统的性能分析
• 4.2 平衡编码
• 4.2.1 平衡编码的设计
• 4.2.2 采用平衡编码时系统的误码率
• 4.2.3 仿真结果
• 4.2.4 该平衡编码与类似编码方式的比较
• 第五章 脉冲位置幅度调制
• 5.1 脉冲位置调制和脉冲幅度调制
• 5.1.1 脉冲位置调制
• 5.1.2 脉冲幅度调制
• 5.2 脉冲位置幅度调制
• 5.2.1 PPAM 信号的构造
• 5.2.2 PPAM 信号的解调
• 5.3 单用户PPAM 超宽带系统的容量和差错概率
• 5.3.1 AWGN 信道下PPAM 超宽带系统的信道容量
• 5.3.2 FCC Part 15 规定下PPAM 超宽带系统的容量
• 5.3.3 PPAM 超宽带系统在AWGN 信道下的差错概率
• 5.3.4 PPAM 超宽带系统的仿真
• 5.4 超宽带多址系统容量和差错概率
• 5.4.1 多址干扰模型
• 5.4.2 多址容量
• 5.4.3 多址系统的差错概率
• 5.4.4 多址系统仿真
• 第六章 平衡编码与脉冲位置幅度调制的结合
• 6.1 采用平衡编码和PPAM 的超宽带系统
• 6.1.1 平衡编码与PPAM 的结合方式
• 6.1.2 平衡编码＋PPAM 的超宽带发射信号
• 6.1.3 接收机的处理
• 6.2 仿真结果
• 结束语
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢