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《中国科学技术大学》 2008年
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脉冲超宽带低复杂度低功耗接收技术研究

龚卫林  
【摘要】: 脉冲超宽带通信利用低占空比的极窄脉冲作为载体传递信息,具有低成本、低功耗、低功率谱密度和高传输速率的优势,非常适合高速无线互联、无线个域网和无线传感网等应用。由于其应用场景对成本、功耗和体积非常敏感,脉冲超宽带技术对低复杂度低功耗有非常高的要求。但是窄脉冲信号极大带宽和时域能量集中特点在带来优势的同时,也使得传统的技术方案在脉冲超宽带系统中不能很好地实现低复杂度和低功耗。 本文主要研究脉冲超宽带通信技术的低复杂度低功耗方法。从影响脉冲超宽带通信系统复杂度和功耗的主要因素来看,接收技术是其低复杂度低功耗设计的关键。其中在模拟接收中,其主要问题又在于相关积分和同步;而在全数字接收中,则是高速率的模数转换。对此,从脉冲超宽带的特点出发,论文提出了一些相应的解决方法: 针对高速宽带信号模拟积分实现复杂度高的问题,考虑到脉冲超宽带的低占空比特性,我们提出低复杂度的低占空比脉冲等效积分方法。性能分析计算表明,典型情况下该方法降低复杂度所带来的信噪比损失不到0.15dB。 针对窄脉冲信号同步困难的问题,考虑到窄脉冲能量主要集中在脉冲中间,我们提出基于相关窗的正交正弦同步方法。通过对其同步环路模型的研究,得到环路传递函数,进而仿真了其性能,结果表明该方法具有很好的捕捉跟踪性能。 针对高速率模数转换问题,考虑到脉冲的瞬时信噪比很高,而脉冲的调制方式常常是低阶调制,我们提出采用低位宽取样的解决办法,并较为完整地研究了最具代表性的单比特取样基本理论和实现技术。对单比特信道容量的研究表明,在低信噪比时,BPSK是最佳的调制方式,而在高信噪比时,高阶调制能够提高系统传输信息量;对最大似然接收机的分析和仿真表明,在复杂多径信道中,单比特取样在各种二元调制下的信噪比损失均为1.96dB,而增加一比特的取样位宽能够带来1.4dB收益。对低位宽取样接收的实现技术,论文提出了优化的迭代信道估计方法和最大似然同步方法,使得单比特取样能够应用于实际系统;仿真结果表明,在典型信道下实际的单比特取样接收能够逼近其理论性能边界。 本文的研究结果对低复杂度低功耗的脉冲超宽带接收机,尤其是低位宽取样全数字接收机的设计有一定的指导意义。
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN851

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 尹华锐;IR-UWB无线通信系统定时恢复和系统实现技术研究[D];中国科学技术大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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10 付丽曼;嵌入式12位300MHz数模转换器设计技术研究[D];江南大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前2条
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中国博士学位论文全文数据库 前8条
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中国期刊全文数据库 前4条
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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3 龚卫林;脉冲超宽带低复杂度低功耗接收技术研究[D];中国科学技术大学;2008年
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10 王彦腾;基于模糊模式识别和遗传算法的脉冲超宽带目标识别方法理论研究[D];北京邮电大学;2013年
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