超宽带无线电技术中脉冲特性研究

论文摘要

超宽带（Ultra-wideband）无线通信技术因其具有通信容量大,辐射功率谱密度低,抗多径干扰和电磁干扰能力强,结构简单和保密性好等优点得到了学术界、各大研究组织和世界知名厂商的关注。UWB通信技术通过时域极窄脉冲直接调制信息,使得其频谱带宽超过GHz。这一点使UWB通信系统具备极高的数据传送速率,目前已经可达到数百兆、未来将超过GHz乃至数十GHz。由此该技术非常适合在近距离高速无线个人域网中应用。本文主要研究探讨UWB通信系统的物理层脉冲的性能。首先介绍了超宽带无线通信技术的特点,阐述了UWB通信系统的原理与系统结构,包括调制方式,多址技术,信道模型和Rake接收,研究了UWB系统的信道模型及与其匹配的Rake接收技术。重点分析超宽带通信系统中的核心技术-脉冲技术,包括高斯脉冲,升余弦脉冲,Hermit脉冲的时域和频谱特性。推导了长球面波脉冲函数的理论方程、构造方法及数值解法。基于对UWB系统结构和关键技术的探讨和研究,搭建了采用长球面波脉冲的UWB通信系统建模仿真平台,仿真工作主要包括四个方面,长球面波脉冲的脉冲波形和频谱图样、超宽带信道的冲击响应、基于Rake接收机的信道估计和系统的误码性能。通过仿真证明了长球面波的信号特性满足UWB系统的传输要求.且利用长球面波函数各阶解正交的特性应用了脉冲波形调制,并分析了该调制方式下系统的误码性能。结果表明采用长球面波脉冲基于脉冲波形调制的超宽带无线通信系统具有良好的系统性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 超宽带无线通信技术的国内外研究现状
• 1.3 本文研究的内容
• 第二章 超宽带无线通信原理与结构
• 2.1 UWB 通信原理概述
• 2.2 UWB 通信系统结构
• 2.3 UWB 通信系统的调制技术
• 2.3.1 脉冲幅度型调制
• 2.3.2 脉冲位置型调制
• 2.3.3 正交型调制
• 2.4 UWB 通信多址技术
• 2.4.1 TH-PPM 技术
• 2.4.2 DS-CDMA 技术
• 2.5 信道模型理论
• 2.5.1 多径信道模型理论
• 2.5.2 超宽带信道模型
• 2.6 UWB 信号的RAKE 接收
• 2.6.1 最大合并比准则
• 2.6.2 Rake 接收机
• 2.7 本章小结
• 第三章 超宽带无线系统中脉冲及其性能分析
• 3.1 高斯脉冲及其各阶导函数脉冲
• 3.2 升余弦脉冲波型
• 3.3 Hermit 脉冲
• 3.4 长球面波脉冲
• 3.4.1 长球面波函数的微积分方程
• 3.4.2 长球面波脉冲的构造
• 3.4.3 长球面波函数数值解法
• 3.5 本章小结
• 第四章 基于长球面波脉冲的UWB 系统建模仿真
• 4.1 脉冲特性分析
• 4.2 UWB 信道建模及估值
• 4.3 系统的误码率分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果