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超宽带信道与接收性能分析

王永刚  
【摘要】:最近几年,出现了一种新的无线短距离通信方式一超宽带无线通信(UWB)。该通信方式是用极窄的脉冲来传输数据信息,其传输速率能够高达至500M甚至有可能更高,能够产生宽达数GHz的带宽。超宽带信号传播的主要用途是进行室内短距离高速率数据传输,其有效距离通常不会超过10米,这是因为其发射功率会受到一定的限制。因为室内环境存在着多径干扰,所以发射信号必然会发生衰减,多径损耗和路径损耗是影响室内信号衰落的主要因素,所以对超宽带相关技术的研究就显得很有必要。 本文深入讨论了超宽带通信的关键技术: 1.详细地分析了超宽带脉冲信号模型和形成方法,针对不同的系统需要,讨论了脉冲形成算法。 2.研究了在AWGN信道与多径信道下的UWB标准信道模型及接收机技术,仿真了IEEE 802.15.3a给出的四种信道的冲激响应和信道特性,对比了多径信道和AWGN信道对Rake接收机的影响,并对MRC方式下的Rake接收机的性能和实现复杂性方面进行了详细的研究和探讨。 3.根据标准信道模型的一些不足,提出了通过傅立叶变换的方法来提高信道的仿真速度,另外,还提出了采用上采样和下采样的方法可以得到与实际传输系统频带比较符合的特征。 4.对多用户情况下的超宽带系统性能进行了详细的分析。在此基础上,给出了从这三方面改进系统性能的一些方法。 5.提出了UWB的MIMO发送以及接收方案。在理论分析的基础上进行了实验仿真,仿真结果证实了使用空时分组编码方案的TH-UWB系统的误码性能要明显好于传统的通信系统系统,另外还证明了随着分集阶数的提高,系统的误码性能会得到进一步改善。


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