脉冲超宽带系统多址接入性能研究

论文摘要

在多用户脉冲UWB通信系统中，跳时序列与直接扩频序列虽然使得超宽带冲激无线电通信系统具有了多址能力，但它同时也不可避免地带来了多址干扰（KM），并且随着用户数量的增多，多址干扰将成为影响UWB系统性能的重要因素。论文主要对脉冲UWB系统中多址接入干扰进行了建模并对影响多址接入性能的因素做了一些具体的分析和研究。这些工作归纳起来，主要有以下几点： 1．分析了脉冲UWB系统的三种调制方式，具体针对TH-PPM UWB系统的功率谱密度，仿真了不同调制参数对功率谱密度的影响。对IEEE 802.15.3a信道模型进行了深入研究，并对CM1、CM2、CM3、CM4信道冲激响应进行了仿真。 2．对TH-PPM UWB与DS-UWB系统在多径环境中的多址接入干扰进行了建模，经过准高斯近似（SGA），得到了近似的误码率。经过对多址干扰进行分析发现，随着用户数量的增加，只通过增加系统的发射功率来改善系统的多址接入性能已经不再可行。 3．研究了一种基于特征函数分析法进行多址干扰建模的方法，得到了加性高斯白噪声信道下的准确误码率，并且与准高斯近似的方法进行了对比，通过仿真发现，在大信噪比的情况下，准高斯近似方法高估了系统的误码性能。 4．经过对TH-PPM UWB系统误码率的分析，提出了三种改善系统误码性能的方法，通过对这三种方法的仿真发现，发射功率的增加，每比特内码片数N的增加，脉冲形成因子的减小，将有助于误码性能的改善，但这三个因素又是受到系统条件制约的。通过对PPM偏移量δ的仿真得到，当系统发射脉冲波形一定时，总存在一个最优δ使系统多址接入性能达到最优。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 超宽带技术的发展史
• 1.2 UWB通信系统的优点与应用
• 1.3 国内外研究动态
• 1.4 本文研究内容与组织结构
• 第二章 UWB无线通信系统
• 2.1 引言
• 2.2 脉冲UWB系统的基本调制方式
• 2.2.1 跳时脉冲位置调制（TH-PPM）
• 2.2.2 直接序列超宽带（DS-UWB）调制
• 2.2.3 脉冲幅度调制（PAM）
• 2.3 TH-PPM UWB系统功率谱密度分析
• 2.4 UWB信道模型
• 2.4.1 信道模型的基本参数
• 2.4.2 IEEE 802.15.3a多径损耗模型
• 2.5 本章小结
• 第三章 TH-PPM UWB与DS-UWB系统在多径信道环境下的多址接入性能研究
• 3.1 引言
• 3.2 TH-PPM UWB在多径环境中的MAI分析
• 3.2.1 TH-PPM UWB接收信号模型
• 3.2.2 TH-UWB信号的接收
• 3.2.3 MAI分析
• 3.2.4 仿真结果分析
• 3.2.5 小结
• 3.3 DS-UWB在多径环境中的MAI分析
• 3.3.1 DS-UWB接收信号模型
• 3.3.2 DS-UWB系统的MAI模型
• 3.3.3 仿真实验验证
• 3.3.4 小结
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于特征函数分析法的UWB系统多址干扰建模
• 4.1 引言
• 4.2 随机变量的特征函数
• 4.3 MAI的特征函数分析
• 4.4 仿真结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 TH-PPM UWB系统多址接入性能的改进方法研究
• 5.1 引言
• 5.2 改进TH-PPM UWB系统多址接入性能的方法研究
• 5.2.1 每比特内码片数N对多址接入性能的影响
• 5.2.2 脉冲形成因子对多址接入系统误码性能的影响
• 5.2.3 PPM调制偏移量δ对多址接入系统误码性能的影响
• 5.3 本章小结
• 第六章 UWB天线研究与仿真
• 6.1 引言
• 6.2 超宽带天线的分类
• 6.3 UWB天线的研究与仿真
• 6.3.1 天线设计的一般考虑
• 6.3.2 环形单极子超宽带天线仿真
• 6.3.3 三角板喇叭天线仿真
• 6.4 本章小结
• 第七章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 附录1 发表论文清单