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《东南大学》 2005年
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超宽带无线通信关键技术研究

樊祥宁  
【摘要】: 本学位论文重点研究了脉冲方式超宽带(UWB)无线通信系统的若干关键技术。论文工作得到了国家863项目《超宽带无线通信关键技术的研究》和《超宽带无线传输技术研究与开发》的联合资助。 论文主要内容包括:脉冲方式超宽带无线通信的基本原理;多径信道模型与特性;系统方案设计及其性能仿真;系统性能分析与用户码研究;与IEEE802.11bWLAN窄带无线系统的共存性研究;系统窄脉冲生成电路的设计与研究、以及RAKE接收机实现结构与性能。 第一章为全文绪论。第二章介绍超宽带无线多径信道的模型和特性,作为后续章节研究的基础。第三章到第六章研究内容是创新性研究,具有理论和应用参考价值。 第三章在讨论脉冲超宽带无线传输技术的基本原理的基础上,重点设计了链路总速率在100Mbps以上的两种基于脉冲传输的UWB多用户系统无线通信系统,即:跳时PPM(TH-PPM)直接脉冲系统方案和直扩BPSK(DS-BPSK)直接脉冲系统方案,并对这些系统在室内多径环境下的性能进行了仿真与分析,指出了脉冲超宽带无线系统的关键设计因素和主要结论。 第四章重点是系统性能分析。分析与仿真中采用第二章的信道模型。首先分析了第三章设计的跳时PPM超宽带系统在室内多用户和密集多径环境下的性能,导出了接收机输出各分量的表达式及其一阶距和二阶矩,为后续信号处理奠定了一定的基础。接着对直扩BPSK超宽带系统性能进行了分析,推导出的系统BER表达式给出了和信道参数、脉冲参数以及系统用户数之间的直接关系,理论分析的数值结果和计算机仿真结果相当吻合,从而可以分析多径信道参数、系统参数对系统性能的影响。之后研究了脉冲方式超宽带系统的用户码对系统性能的影响,为超宽带系统提供了一种简单而切实可行的用户码方案。最后分析了接收机在室内密集多径环境下采用Gold序列与随机二进制PN序列作为用户码时的接收信号,仿真了多用户性能,验证了提出的用户码方案的可行性,为多址系统用户码设计及其性能评估提供了依据。 第五章研究共存性。UWB设备与传统窄带系统之间的相互干扰及其共存是重要的研究内容。本章论述了FCC关于UWB系统与窄带系统共存时的评估方法和主要结果,在此基础上,重点研究了同为室内短距离高速无线通信技术、在2.4GHz频段频谱相互重叠的IEEE 802.11b无线局域网对第三章中设计的跳时和直扩直接脉冲方式超宽带系统的干扰,进行了性能分析与仿真,给出了为使相隔一定距离的两个UWB收发机正常工作并达到一定性能指标,可允许的IEEE802.11b设备与UWB接收机的距离。为两种系统的共存工作提供了参考依据。 第六章研究第三章设计的脉冲方式超宽带系统中的基带收发关键模块及其实现技术。重点是在链路总速率为100Mbps以上要求下,研究和设计了分别应用于直扩BPSK和跳时PPM超宽带多用户系统的发射端高速重复频率亚纳秒高斯窄脉冲的生成技术及其实现电路,接收端RAKE接收机及其信道估计算法以及相应实现结构。 以上部分研究成果已获得国家专利授权和正在国家发明专利最后实质审查中,部分研究成果学术论文已被核心刊物录用、发表和评审中,为超宽带系统的实现提供了参考。
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN925

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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