脉冲无线超宽带系统收发体制性能研究

论文摘要

超宽带通信系统从发射到接收存在许多关键的和独具特色的技术,其中特殊的发射调制体制、信道模型和相关接收机结构是众多技术中尤为重要和基础的关键技术。在复杂的信道环境中（加性白噪声、多径、多用户、用户随机接入等）,任何参数（包括信道、调制和接收机参数）的改变都会对整个系统的性能造成影响。本文选择这些技术中常用的典型对其进行理论上的仿真上的分析对比,研究不同技术不同参数对系统性能造成的影响。在理论和仿真分析过程中,本文选择较有代表性的IEEE标准UWB信道为基础进行理论和仿真分析。并将论文结构依据信号的传输过程分为调制和接收体制两大部分。在调制体制的分析中,PAM、PPM两种基础而且重要的常用方法被结合DS、TH两种不同的多址接入方式进行理论和仿真分析,并研究了不同参数对不同系统的性能影响,给出对两种调制方式进行对比;作为基本泛型模板本文分别在DS、TH两种多址接入方式下给出了对PSM调制的性能分析,统一了其它大多数调制形式的性能公式;同时,本文结合对不同调制方式的分析给出了DS和TH两种多址接入方法的优劣比较;另外,本文对于目前在UWB-Rake结构性能分析中普遍认定的抽头输出不相关的假设提出不同意见,并给出修正方案。为了使论文结构和逻辑完整,本文给出了对于Rake接收机不同结构和不同组合方式的分析。在接收机结构方面,存在三种不同的结构:ARake、PRake和SRake,对于不同的结构在不同干扰源下的表现进行研究;在组合方式上,本文讨论了三种具有代表性的组合方式:MRC、EGC和MMSE,在白噪声和多用户干扰下对它们的性能进行对比和研究。通过整个论文的讨论和研究建立起了关于这些关键技术细节分析,和对整体系统的把握。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前 言
• 1.1 概述
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究目的和研究意义
• 1.4 论文结构
• 第二章 无线信道
• 2.1 冲击响应模型
• 2.2 修改的SV 信道冲击响应模型（IEEE 标准信道模型）
• 第三章 主流超宽带调制方式性能分析
• 3.1 PAM 调制
• 3.1.1 发射信号
• 3.1.2 PAM 调制方式性能分析
• 3.1.3 分析结果评价
• 3.2 PPM 调制
• 3.2.1 发射信号
• 3.2.2 PPM 调制方式性能分析
• 3.2.3 分析结果评价
• 3.3 PSM 调制
• 3.3.1 PSM 调制的发射信号
• 3.3.2 PSM 调制的性能分析
• 3.3.2.1 DS 下的PSM 性能推导
• 3.3.2.2 TH 下的PSM 性能推导
• 3.3.3 分析结果评价
• 第四章 主流调制方式仿真分析
• 4.1 PAM 调制方式的性能仿真
• 4.1.1 基于抽头不相关假设下的性能仿真
• 4.1.1.1 加性白噪声环境下的性能仿真
• 4.1.1.2 多用户干扰下的PAM 性能仿真
• 4.1.2 相关矩阵的建立及抽头不相关假设的理论修正
• 4.1.2.1 问题的提出
• 4.1.2.2 相关矩阵的仿真与建立
• 4.2 PPM 调制方式的性能仿真
• 4.2.1 加性白噪声干扰下的PPM 性能仿真分析
• 4.2.2 多用户干扰下的PPM 性能仿真分析
• 第五章 超宽带通信下的Rake 接收机
• 5.1 MRC 合并体制接收机性能分析
• 5.1.1 单用户加性白噪声条件下MRC‐RAKE 结构的性能仿真
• 5.1.2 多用户干扰下MRC‐Rake 的性能仿真分析
• 5.1.3 MRC 组合方式分析小结
• 5.2 EGC 合并体制接收机性能分析
• 5.2.1 单用户加性白噪声条件下的EGC‐Rake 结构的性能仿真
• 5.2.2 多用户干扰下的EGC‐Rake 结构的性能仿真
• 5.2.3 EGC 组合方式分析小结
• 5.3 自适应合并体制接收机性能分析
• 5.3.1 单用户加性白噪声条件下MMSE‐Rake 接收机的性能仿真分析
• 5.3.2 多用户干扰下的MMSE‐Rake 接收机性能仿真分析
• 5.3.3 自适应合并体制接收机仿真分析小结
• 第六章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 附录1 PAM 调制中多用户干扰项的化简
• 附录2 PAM 调制中多用户干扰项方差的计算
• 附录3 PPM 中多用户干扰表达式的化简
• 附录4 PPM 中参数ρ的选择问题
• 附录5 PPM 调制下多用户干扰项的方差计算
• 撰写的学术论文