MIMO-UWB系统关键技术研究

论文摘要

超宽带技术有如下几个优势:高速的数据速率、丰富的多径差异性、极低的功率消耗,而且多址的实现也较简单。这些特性使得超宽带技术成为一种短距离无线通信的可行技术。由于超宽带的信号范围和已有的窄带设备之间有重叠,FCC对超宽带的发射功率作了限制规定。为了能在限定的发射功率下获得期望的性能,人们进行了大量的研究,提出了许多方案,其中有一种方案是利用MIMO技术和UWB结合。将MIMO技术用于UWB系统具有很高的链路可靠性和速率适配能力,与窄带无线通信系统不同,UWB系统中多径衰落的影响要小得多,因为UWB非常窄的脉冲在多径传播时引起大量独立的衰落信号分量能够被分辨,从而能实现有效的多径信号分集接收。MIMO-UWB系统能够在时域上很好地解决有害的码间干扰和信道间干扰问题,原因在于接收信号具有良好的自相关及互相关特性。MIMO-UWB系统中天线的选择对系统的性能有着非常重要的影响。本文将详细描述MIMO-UWB系统的原理以及天线选择算法。在MIMO系统中天线选择可以增加系统容量,并能有效地降低MIMO系统的复杂度和硬件成本。在对天线选择算法研究的基础上,设计了一种新的基于范数和行向量相关的快速算法获得较大的信道容量。该算法没有矩阵运算,计算复杂度低。最后通过仿真分析与其它算法进行了比较,表明该算法在接收天线数和发送天线数不相等时和最优算法基本一致。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 超宽带技术简介
• 1.2 超宽带技术的发展及国内外现状
• 1.3 将MIMO 技术引入UWB 系统
• 1.4 论文主要研究内容
• 第2章 超宽带技术核心理论
• 2.1 超宽带信号及其特点
• 2.1.1 UWB 信号的定义
• 2.1.2 UWB 技术的特点
• 2.2 UWB 极窄脉冲的产生原理
• 2.2.1 UWB 脉冲发生器参数设计
• 2.3 超宽带（UWB）无线传输
• 2.3.1 UWB 传输特点
• 2.3.2 UWB 无线传输系统的基本模型
• 2.3.3 UWB 信号的接收与发送
• 2.4 本章小结
• 第3章 MIMO 技术
• 3.1 MIMO 技术
• 3.1.1 MIMO 信道
• 3.1.2 空间复用
• 3.1.3 空间分集
• 3.1.4 空间-时间编码
• 3.2 MIMO 天线
• 3.2.1 MIMO 天线技术
• 3.2.2 MIMO 技术的天线选择问题
• 3.3 本章小结
• 第4章 MIMO-UWB 系统的设计
• 4.1 MIMO-UWB 系统模型
• 4.2 MIMO-UWB 系统发送方案
• 4.2.1 TH-MPPM
• 4.2.2 TH-BPSK
• 4.2.3 DS-BPSK
• 4.3 MIMO-UWB 系统接收方案
• 4.3.1 TH-MPPM
• 4.3.2 TH-BPSK
• 4.3.3 DS-BPSK
• 4.4 MIMO-UWB 系统的天线选择
• 4.4.1 MIMO-UWB 系统的天线选择算法
• 4.4.2 发送天线选择
• 4.4.3 接收天线选择
• 4.4.4 收发联合选择
• 4.5 仿真实验
• 4.5.1 MIMO-UWB 系统天线选择仿真
• 4.5.2 基于DS-BPSK 的MIMO-UWB 系统误码率仿真试验
• 4.6 本章结论
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢