论文摘要
与传统的基于正弦波的无线通信不同，超宽带技术是通过发送一系列频谱很宽的短脉冲序列实现的。美国联邦通信委员会（FCC）在分析了许多大学和公司的研究报告后，于2002年2月通过了一项认可超宽带用于民用用途的最终规定。DS-CDMA UWB方案可以提供很高的传输速率、极强的抗干扰／低截获、很低的功耗和复杂度特性，所以引起人们极大的关注和兴趣。 本论文的工作主要针对DS-CDMA UWB系统中信道估计、DOA估计以及TOA估计的算法等进行了研究。论文主要分为四个部分： 1、论文首先研究了IEEE802.15.3a标准采用的超宽带信道模型。在此信道模型中，多径数目少则几十多则几百，信道估计的好坏直接影响系统的性能。针对DS-CDMA UWB系统，论文研究了基于ML准则的信道估计算法在该系统中的应用。 2、对信号到达角（简称为DOA）的估计是DS-CDMA UWB系统的关键技术之一。传统的DOA估计方法不能直接应用在超宽带系统，针对此问题论文推导出DS-CDMA UWB系统阵列信号的频域模型，并在此基础上提出了两种基于该频域模型的DOA估计方法，即以二阶统计量为基础的DOA估计方法和以四阶累积量为基础的DOA估计方法。仿真结果表明，这两种方法都能准确估计超宽带信号的到达角，但前者算法的复杂度低。由于这两种方法只能解决非相干源问题，因此论文在DS-CDMA UWB系统阵列信号的频域模型的基础上又提出两种改进的DOA估计算法。改进方法一中对接收数据阵进行共轭重构，消除因相干信号的存在而产生的信号协方差阵的奇异性，改进方法二通过构造聚焦矩阵来估计相干源问题。 3、由于超宽带信号的高分辨率，基于到达时间的定位技术可以提供很高的精度。为了检测DS-CDMA UWB接收信号的边缘，并考虑实际应用，采用能量检测的方法是比较可行的。论文提出了基于能量比较的TOA估计算法，该能量门限值由归一化值、最大和最小抽样能量决定。在不同的信噪比下，自适应地选择归一化值，能使TOA的估计误差最小。这需要知道信噪比值，对此我们提出了一种估计信噪比的