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超宽带无线通信系统的性能分析

王卓  
【摘要】: 本文主要介绍了超宽带(UWB)无线通信的特点,原理,及影响其通信性能的各种因素,并进行了仿真分析,特别是影响最大的多用户干扰(MUI)。 文章首先介绍了超宽带无线通信的定义,特点,以及它的发展历史和现状。然后从发射-传播-接收三部分对超宽带系统的原理进行了研究和仿真分析。在发射部分,主要介绍了超宽带脉冲中的各个因素对发射信号的影响,并分析了脉冲相位调制(PPM)方法和跳时多址(THMA)方式,确定了PPM-TH-UWB的发射方案,同时对发射信号的频谱进行分析。在传播部分首先进行了超宽带无线通信的链路性能分析,确定其发射功率限制和最大传输距离,然后得到无多径AWGN信道和多径信道下的信道冲激响应,而多径信道采用的是IEEE 802.15.3a推荐的UWB信道模型[1]。接收部分是在AWGN信道和多径信道的情况下分别介绍接收机的工作原理,并重点介绍了Rake接收机。 一个通信系统必定是存在多个用户的,最后,文章对超宽带无线通信的多用户干扰进行了分析。这部分主要是对多用户情况下的异步系统进行分析的。根据前面的研究,首先对在不同的超宽带脉冲情况下的多用户干扰进行分析比较,然后分别在不同信道下的多用户干扰进行分析比较。以上这些都用Matlab进行仿真。最后可以得出结论,超宽带脉冲的形成因子α的变化,不会对系统的误码率产生很大的影响;而超宽带信号的脉冲重复数N s越大,即组成每帧信号的脉冲数越大,系统的误码率越低;在无多径AWGN信道中传播的误码率要比在多径信道中传播的误码率要低得多,说明UWB系统中,多径干扰会对系统的性能产生很大的影响。 随着无线通信技术的发展,超宽带技术以它的高速率、低功率、可靠性高等特点,越来越多的被人们所重视,并广泛的应用于军事和民用通信中。通过以上的这些分析,就可以在设计超宽带系统时,根据需要和实际情况对信号的发射和接收进行合理的设计。


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