基于GO序列的DS-UWB系统多址接入技术研究

论文摘要

在短距离无线通信系统中，作为从雷达，遥感等军事应用发展起来的超宽带（UWB，Ultra wide-band）技术正在快速发展，相继成为了军方和商业公司研究热点。超宽带技术作为无线个人局域网（WPAN，Wireless Personal Area Network）的一种物理层技术，成为了IEEE 802.15.3a工作组所讨论的内容。由于超宽带技术所具有高传输速率、强大的抗多径能力、低功耗、低截获和检测概率等优势，使它在短距离高速无线传输方面逐渐被人们所接受。在超宽带无线通信系统中，多址接入技术是其中的一项关键技术。为了让更多的用户和设备使用有限的频谱资源，我们通过使用多址技术来达到这一要求，获得最大的系统容量。本文主要的研究内容是通过计算机仿真的方法研究基于冲激无线电（IR，Impulse Radio）的单小区DS-UWB系统的多址接入技术。首先，介绍了超宽带系统的历史、概念、特点，当前超宽带系统及其多址技术研究现状，同时介绍了几种UWB脉冲的特点及频谱特性，比如高斯脉冲，分析了几种多址接入技术，并比较了其性能特点，介绍了在准同步系统中有较好性能的广义正交（GO）序列的构造方法和相关特性。然后，本文介绍了在AWGN信道下DS-UWB多用户异步上行接入系统模型，推导了系统的误码率公式，分析了不同脉冲波形对系统性能与系统容量的影响，比较了几种扩频序列的性能。接着，本文介绍了IEEE 802.15.3a工作组所推荐的超宽带多径室内模型，给出了在此信道条件下的多用户异步上行接入系统模型，在CM1、CM2、CM3、CM4信道参数条件下，采用基于MRC合并方式的RAKE接收机推导了系统的误码率公式，并进行了数值计算和计算机仿真，得出了在DS-UWB系统中GO序列的性能要优于其他扩频序列并可以达到更大的系统容量的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 超宽带技术简介
• 1.1.1 超宽带无线通信的概念
• 1.1.2 超宽带无线通信的特点
• 1.1.3 超宽带无线通信的发展历史
• 1.1.4 超宽带无线通信的标准化
• 1.2 超宽带系统多址接入技术国内外研究现状
• 1.2.1 基于直接序列扩频（DSSS）的UWB多址接入
• 1.2.2 基于跳时序列的UWB多址接入
• 1.2.3 无跳时无扩频的多址接入
• 1.3 本文研究思路与内容组织
• 第2章 基于GO序列的UWB无线通信系统中的关键技术
• 2.1 超宽带脉冲信号的产生及频谱分析
• 2.1.1 高斯脉冲波形
• 2.1.2 Hermite脉冲波形
• 2.1.3 三角包络窄脉冲波形
• 2.2 超宽带无线通信系统中的数据调制与多址接入方案
• 2.2.1 TH-PPM多址技术
• 2.2.2 DS-PAM多址技术
• 2.2.3 PSM多址技术
• 2.3 GO序列构造及相关特性分析
• 2.3.1 GO序列的几种构造方法
• 2.3.2 GO序列相关特性分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 AWGN信道下基于GO序列的多用户DS-UWB系统性能研究
• 3.1 AWGN信道下多用户DS-UWB系统模型
• 3.1.1 发射机模型
• 3.1.2 接收机模型
• 3.2 AWGN信道下基于GO序列的多用户DS-UWB系统性能分析
• 3.2.1 误码率公式推导
• 3.2.2 脉冲波形对误码性能影响
• 3.2.3 系统容量分析
• 3.3 数值计算与仿真结果
• 3.4 本章小结
• 第4章 多径信道下基于GO序列的多用户DS-UWB系统性能研究
• 4.1 多径信道下多用户DS-UWB系统模型
• 4.1.1 超宽带多径信道模型
• 4.1.2 超宽带RAKE接收机模型
• 4.2 多径信道下基于GO序列的多用户DS-UWB系统性能分析
• 4.2.1 CM1信道条件下误码率公式推导
• 4.2.2 CM2、CM3、CM4信道条件下误码率公式推导
• 4.3 数值计算与仿真结果
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 研究中出现的主要问题及解决方法
• 5.3 今后工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文及科研成果