超宽带无线通信的自适应均衡技术

论文摘要

近年来脉冲无线电超宽带（IR-UWB,Impulse Radio Ultra wide band）由于它高空间谱效率、高测距精度、低截获概率、抗多径衰落、低功耗、低成本、小体积等的特点,而具有广泛的应用前景,逐渐成为业界研究的热点。但由于IR-UWB通信信道具有密集多径的特点,使得接收端的有效接收成为一大难点,目前对IR-UWB均衡接收研究的不够深入,对在有可能的信道模式快速变动条件下缺少足够的深入研究,从而限制了它在更广泛的范围内应用。本课题研究的目的在于研究IR-UWB通信系统中有效的均衡接收方案,影响IR-UWB通信系统性能的均衡器的参数,以及如何在信道模式快速改变的条件下,接收机也能对IR-UWB信号进行高效的自适应的接收,为对IR-UWB进行更深入的理论研究提供参考依据,为IR-UWB通信将来在更广泛的范围内进行实际应用做出贡献。本文的研究过程是:（1）通过先研究一般无线通信信道的均衡,再深入研究IR-UWB通信的传输信道的特点,根据IR-UWB通信信道的密集多径和具有多种信道模式的特点,提出适合IR-UWB系统高效接收的均衡器方案,并通过仿真验证了该方案的简单有效性。（2）考虑接收机快速移动导致的信道模式突变情况,进行多次实验,得出各种速率及各种信道模式下的均衡器的参数配置,改进方案,使得接收端能根据不同的速率和信道模式,自动的配置均衡器参数,来实现自适应的接收,并通过仿真总结该方案的性能。本文通过设计仿真方案对IR-UWB通信中均衡器进行了深入的研究,优化了接收端的均衡器,并解决了在信道模式突变的情况下缺少理论研究的问题,为在信道模式突变的情况下应用均衡器提供了理论依据。对IR-UWB通信将来在更广的范围内实际应用提供了依据,具有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 本课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外相关技术发展现状
• 1.3.1 国内外IR-UWB通信发展现状
• 1.3.2 国内外IR-UWB自适应均衡研究现状
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 IR-UWB通信的基本特征
• 2.1 超宽带通信介绍
• 2.1.1 超宽带定义及频谱分配
• 2.1.2 超宽带通信的优势与前景
• 2.2 IR-UWB的调制方式
• 2.2.1 DS-BPSK调制方式
• 2.2.2 TH-PPM调制方式
• 2.3 IR-UWB的信道传播
• 2.3.1 随机抽头延迟线模型
• 2.3.2 修正的多径信道模型
• 2.4 IR-UWB的检测接收
• 2.4.1 IR-UWB的相关接收
• 2.4.2 IR-UWB的自相关接收
• 2.4.3 基于能量的非相干接收
• 2.4.4 基于边沿/门限检测的非相干接收
• 2.5 本章小节
• 第3章 自适应均衡
• 3.1 自适应均衡的目的和意义
• 3.2 自适应均衡器结构及分类
• 3.2.1 线性结构的均衡器（LE）
• 3.2.2 梯度格型均衡器
• 3.2.3 非线性判决反馈均衡器（DFE）
• 3.3 自适应均衡算法
• 3.3.1 LMS算法
• 3.3.2 RLS算法
• 3.3.3 自适应均衡算法比较
• 3.4 本章小节
• 第4章 IR-UWB的均衡接收机
• 4.1 IR-UWB通信的均衡的必要性
• 4.2 IR-UWB系统仿真方案设计
• 4.3 IR-UWB均衡器模块的设计
• 4.4 方案性能仿真
• 4.5 混合信道的均衡的意义
• 4.6 新型均衡接收机方案
• 4.7 改进方案性能仿真
• 4.8 本章小节
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢