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《太原理工大学》 2010年
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超宽带通信系统中跳时序列的研究

张朝霞  
【摘要】: 超宽带脉冲通信是一种与其它通信技术有很大不同的无线通信技术,它具有辐射功率密度低、通信容量大、抗多径干扰、结构简单、处理增益高和保密性好等优点。超宽带(UWB)脉冲通信是对无线频谱资源的利用进行的新探索,这项新技术对方兴未艾的无线通信技术是一个强有力的支持。UWB脉冲通信技术已经被广泛应用于无线多媒体家域网、个域网、雷达定位和智能交通等系统,以及在军事通信、医用检测器等多个领域都有广泛的应用前景。因此,人们需要深入研究并掌握这项新兴技术。 目前提出的超宽带的实现方式有三种:跳时超宽带、直接序列超宽带、多频带OFDM超宽带。本文采用了最常用和最传统的方法:即发射时域上很短的脉冲,这种传输技术也称为“冲激无线电”。为了形成所要产生的频谱,除了对脉冲进行调制外,还要用伪随机码对数据符号进行编码,这样,编码后的数据符号引起了脉冲在时间轴上的偏移,这就是跳时超宽带通信系统。本文即是从跳时入手,进行了大量的分析与研究工作,主要有: 1.分析了超宽带无线通信技术的理论基础以及超宽带技术的发展现状,研究了可应用于超宽带技术的调制技术及多址方式,重点研究了采用脉冲位置调制(PPM)和脉冲幅度调制(PAM)时系统的模型,分析了其信道模型与接收方式,阐述了超宽带中跳时的定义、重要性和必要性。 2.探讨了平衡Gold码和截短平衡Gold码的生成机理,研究了这两种码的自相关与互相关特性,比较了它们与m序列等伪随机序列的性能,提出将平衡Gold码和截短平衡Gold码分别应用于超宽带的跳时技术中,解决了超宽带通信系统中对多址码数量和平衡性的要求,仿真了两种信道下多径和多址的误码率,表明它们比已提出的伪随机序列具有更好的性能。 3.在Logistic映射和Tent映射产生伪混沌序列研究的基础上,探讨了Hybrid映射产生的数学机理,研究了Hybrid映射产生的伪混沌码的自相关与互相关特性,比较了它与Logistic映射产生的伪混沌序列的相关性能,分析了Hybrid映射优选的准则,提出将Hybrid映射产生的伪混沌码用于超宽带通信系统中跳时码的研究方案,解决了混沌系统对码的数量、安全性、保密性等方面的关键问题。仿真结果也显示该混沌序列的各项特性均满足伪随机序列的要求,具有较高的安全性和保密性,是一类具有广泛应用前景的伪随机跳时序列。仿真结果表明,在多用户的跳时超宽带系统中,该序列比传统的伪随机序列具有更好的误码性能。 4.在阐述RS码基本原理的基础上,研究了它的相关性能,探讨了RS码作为跳频序列族的机理,分析了跳频与跳时码置换的关系,采用时间反转技术,提出将RS码用于超宽带的跳时多址技术中。解决了RS码可以用于跳时码的关键问题,仿真结果表明,将RS码用于UWB系统的跳时序列是一种不错的选择,同时验证了理论的正确性。
【学位授予单位】:太原理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TN925

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【参考文献】
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