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无线通信系统调制扩频技术的仿真研究

赵颖蕾  
【摘要】: 超宽带(UWB,Ultra Wide Band)无线通信技术因其具有隐蔽性强、处理增益高、优良的多径分辨能力、数据传输速率高、空间容量大、穿透能力强等特点,已成为了一项倍受瞩目的高速短距离无线通信技术,在雷达系统、精确定位和跟踪系统、无线以太网接口、智能无线网络、室外端到端网络和传感器、定位与识别网络等军事及民用领域有着广阔的应用前景。跳时技术是超宽带无线电实现多址通信的一项关键技术,在该系统中起着至关重要的作用。为保证超宽带无线电的可靠通信并减小系统中用户之间的多址干扰,系统要求跳时序列具有优良的跳时相关性能。 本文在介绍几种UWB系统中常用的跳时序列及其相关性的基础上,结合零相关区基本原理,分析了近来成为研究热点的具有零/低碰撞区特性的跳时序列及其相关性,归纳了此类跳时序列的构造思想。在符合IEEE 802.15.3a工作组推荐的超宽带多径信道模型平台上,采用性能各异的跳时序列进行多用户多址接入,以最大比合并(MRC)方式RAKE接收机分集处理多径信号,分析了跳时序列性能对UWB系统误码率的影响,论证了研究相关特性优良的跳时序列对提升UWB系统多址通信质量的重要作用。 调制识别同样作为在军事及民用领域被广泛应用的技术之一,成为了近年来发展迅速的一门无线通信技术。调制识别的目的在于,在缺乏先验知识的条件下,由给定信号的特征判定其调制方式,为接收端进一步解调提供依据。本文在透彻理解并仿真实现了TD-SCDMA系统物理层调制、扩频等过程的基础上,深入研究了采用模糊理论中均值聚类算法识别TD-SCDMA系统调制方式的方法,分析了TD-SCDMA信号分析软件待识别信号的特征,灵活运用各种聚类算法,取得了良好的识别效果。 本文较完整地介绍了TD-SCDMA系统物理层的基本概念和调制、扩频流程,给出了该过程在TD-SCDMA系统信号发生软件中的设计方案。在介绍了TD-SCDMA信号分析软件数据解调的流程设计后,仿真分析了TD-SCDMA系统在AWGN信道条件下的误码率。针对TD-SCDMA系统采用的QPSK、8PSK和160AM三种调制方式,在分析软件完成信号预处理过程后,使用幅值聚类、减法聚类和模糊C均值聚类算法对数据符号进行划分,最后根据聚类有效性判定信号调制方式。仿真结果表明论文中采用的调制识别算法满足了TD-SCDMA信号分析软件的调制识别需求。


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