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超宽带信道与接收性能分析

作　者: 王永刚
导　师: 刘爱莲
学　校: 昆明理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 超宽带 信道模型 Rake接收机 多天线
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


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。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-5
缩略词和数学符号  5-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 超宽带通信概念  8-9
  1.2 超宽带通信分类  9-10
    1.2.1 脉冲无线电UWB  9
    1.2.2 多频带UWB  9-10
  1.3 UWB与其它通信方式的比较  10-11
    1.3.1 UWB与IEEE 802.11a  10
    1.3.2 UWB与蓝牙(Bluetooth)  10-11
  1.4 国内外的研究现状  11-12
  1.5 本论文研究的主要内容  12-13
第二章 UWB无线通信系统原理  13-20
  2.1 概述  13-14
  2.2 UWB信号的波形及其调制技术  14-19
    2.2.1 超宽带信号的波形  14-17
    2.2.2 UWB信号的调制技术  17-19
  2.3 本章小结  19-20
第三章 超宽带信道与接收机  20-38
  3.1 超宽带信道模型  20-28
    3.1.1 信道特性  20-21
    3.1.2 信道模型  21-23
    3.1.3 仿真实验  23-24
    3.1.4 标准信道模型的不足以及所做的改进  24-28
  3.2 AWGN信道中的相关接收机  28-33
    3.2.1 相关接收机的基本原理  28-30
    3.2.2 仿真实验  30-33
  3.3 多径信道的RAKE接收机  33-35
  3.4 性能分析及仿真实验  35-37
  3.5 小结  37-38
第四章 多用户系统的性能分析  38-53
  4.1 引言  38
  4.2 多用户IR-UWB系统  38-45
    4.2.1 2PPM-THMA  38-42
    4.2.2 2PAM-THMA  42-44
    4.2.3 DS-UWB  44-45
  4.3 实验仿真  45-47
  4.4 MUI情况下UWB系统的性能改进研究  47-52
    4.4.1 每比特的脉冲数N_s  47-48
    4.4.2 脉冲形成因子α  48-49
    4.4.3 调制偏移量ε  49-52
  4.5 小结  52-53
第五章 一种改善UWB性能的新技术  53-61
  5.1 引言  53-54
  5.2 MIMO-UWB系统模型  54
  5.3 MIMO-UWB系统的发送方案  54-56
    5.3.1 TH-MPPM  55
    5.3.2 TH-BPSK  55-56
  5.4 MIMO-UWB系统的接收方案  56
  5.5 性能仿真与结果分析  56-60
  5.6 小结  60-61
第六章 总结  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-67
攻读硕士发表论文  67

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 无线电中继通信、微波通信
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