空时码在超宽带通信系统中的应用

论文摘要

超宽带（UWB）技术是一种全新的短距离无线通信技术,具有传输速率高、功耗低、抗多径能力强等许多优点,在无线电通信、雷达、跟踪、精确定位、成像、武器控制等众多领域具有广阔的应用前景。多频带正交频分复用超宽带方案（MB-OFDM）最早是由Intel和TI公司联合提出的,该方案是把整个频段划分为多个子带,这种方法的优势在于,可在小得多的带宽上处理信息,这不仅降低了设计的复杂性、功耗及成本,而且还能提高频谱的利用率和灵活性。在多径情况下,MIMO系统能够改善系统的性能。特别地,能够利用发送天线和接收天线之间的多径分量来抵抗信道衰落影响,并且能改善通信链路的可靠性。通过使用空时编码技术,MIMO系统能够同时提供空间和编码增益,获得较高的谱效率和明显的性能改进。本文首先基于MB-OFDM系统模型,利用OFDM来实现528MHz的带宽,并用matlab对其进行了仿真,结果表明:每个子带的频谱使用范围均符合MB-OFDM方案的要求,不同频段的UWB信号的并行传输是可行的。对四种典型超宽带信号的信道模型CM1-CM4进行了讨论和仿真之后,重点分析了基于空时分组码的STBC-MB-OFDM超宽带系统和基于空时网格码的STTC-MB-OFDM超宽带系统,并在CM1-CM4信道条件下,将STBC-MB-OFDM（空时分组码超宽带系统）与MB-OFDM、STTC-MB-OFDM（空时网格码超宽带系统）与一种H 84码进行了分析比较。仿真结果表明,CC-STBC-MB-OFDM、STTC-MB-OFDM具有更好的系统性能。以上研究初步表明,将空时码应用于超宽带系统中,能够降低系统误码率,提高通信系统性能,实现数据的高速传输。在本文的结尾总结了主要的工作,并对进一步的研究进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.2 超宽带简介及研究现状
• 1.3 空时码在UWB 系统中的目前应用情况
• 1.4 本文内容安排情况
• 2 MB-OFDM-UWB 通信系统
• 2.1 设计思想
• 2.2 OFDM 原理
• 2.3 系统建模
• 2.3.1 发射机
• 2.3.2 接收机
• 2.4 系统仿真
• 2.5 本章小节
• 3 超宽信道模型
• 3.1 引言
• 3.2 信号传播特性描述
• 3.2.1 信道冲击响应
• 3.2.2 总多径增益
• 3.2.3 均方根时延扩展
• 3.2.4 功率延迟剖面
• 3.3 超宽带信号传播测量技术
• 3.3.1 频域测量技术
• 3.2.2 时域测量技术
• 3.2.3 测量技术比较
• 3.4 多径衰落信道
• 3.5 UWB 信道模型
• 3.5.1 S-V 室内信道模型
• 3.5.2 IEEE802.15.3a 推荐的信道模型
• 3.6 仿真与分析
• 3.6.1 仿真步骤
• 3.6.2 仿真结果与分析
• 3.7 本章小节
• 4 空时分组码在超宽带系统中的应用
• 4.1 引言
• 4.2 空时分组码
• 4.3 空时分组码超宽带系统
• 4.3.1 系统原理
• 4.3.2 性能仿真
• 4.4 本章小结
• 5 空时网格码在超宽带系统中的应用
• 5.1 引言
• 5.2 空时网格码
• 5.3 空时网格码超宽带系统
• 5.3.1 系统原理
• 5.3.2 空时码设计标准
• 5.3.3 最佳空时网格编码
• 5.3.4 系统仿真
• 5.4 本章小节
• 6 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 附录1 攻读学位期间发表的论文目录