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混沌超宽带通信系统抗干扰分析及共存研究

作　者: 姜春艳
导　师: 顾利民
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 超宽带混沌调制加性高斯白噪声 Rake接收机干扰共存
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

超宽带无线电技术是利用纳秒至皮秒级的非正弦波窄脉冲来传输数据,它具有传输速率高、功耗低、安全性好、抗多径能力强以及成本低廉等许多优点,在室内短距离高速无线通信和精确定位等领域具有广阔的应用前景。而混沌是在非线性系统中出现的确定性的、类随机的过程,其最基本的特征是对初始条件极端敏感,因此混沌系统可以提供数量众多、相关特性优良的扩频序列。本文采用混沌序列作为跳时超宽带(TH-UWB)系统和直接序列超宽带(DS-UWB)系统的跳时码和扩频码,首先分析了混沌跳时脉冲位置调制、混沌跳时脉冲幅度调制和混沌直接序列脉冲幅度调制在加性高斯白噪声干扰下的误码率性能。其次研究了多径信道下混沌超宽带系统Rake接收机的性能,仿真分析并比较了不同接收方式、合并算法及信道对Rake接收机性能的影响。此外,超宽带技术与以往的传统通信技术不同,由于其所占的频谱较宽,在它占用的频带内还存在其它的无线通信系统,因此基于混沌序列的超宽带系统与现存通信系统的共存问题成为该技术能否取得广泛应用的关键。本文探讨了不同调制方式的混沌超宽带系统抗单频正弦、阻塞噪声、部分频带噪声和窄带干扰的能力,分析了混沌超宽带系统参数对抗干扰性能的影响。最后研究了混沌超宽带信号对无线局域网(WLANs)、全球定位系统(GPS)和直接序列扩频系统(DS-SS)的干扰情况,给出了混沌超宽带信号对上述系统影响的仿真结果。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-12
第一章绪论  12-19
  1.1 引言  12
  1.2 超宽带无线通信概述  12-14
    1.2.1 超宽带无线电历史背景  12
    1.2.2 超宽带无线电定义  12-13
    1.2.3 超宽带无线电特点  13-14
  1.3 超宽带无线通信系统的实现  14-15
    1.3.1 超宽带无线电信号  14
    1.3.2 超宽带通信系统结构  14-15
  1.4 超宽带无线通信的发展现状和应用前景  15-17
    1.4.1 超宽带无线通信的发展现状  15-16
    1.4.2 超宽带无线通信的应用前景  16-17
  1.5 混沌理论在通信中的应用  17-18
    1.5.1 混沌通信理论的应用  17
    1.5.2 混沌理论在超宽带通信中的应用  17-18
  1.6 论文研究的主要内容  18-19
第二章混沌超宽带通信系统  19-36
  2.1 混沌理论基础  19-24
    2.1.1 混沌理论的发展史  19
    2.1.2 混沌的定义  19-20
    2.1.3 混沌的性质  20-21
    2.1.4 混沌序列的产生及其相关特性  21-24
  2.2 混沌超宽带基本调制方式  24-28
    2.2.1 混沌跳时脉冲位置（CTH-PPM）调制方式  25-26
    2.2.2 混沌直接序列脉冲幅度（CDS-PAM）调制方式  26-27
    2.2.3 混沌跳时脉冲幅度（CTH-PAM）调制方式  27-28
  2.3 混沌超宽带AWGN 信道和接收机  28-35
    2.3.1 AWGN 信道与最佳接收机  29-30
    2.3.2 CTH-PPM 单脉冲接收机  30-31
    2.3.3 CDS-PAM 单脉冲接收机  31-32
    2.3.4 CTH-PAM 单脉冲接收机  32-33
    2.3.5 仿真分析  33-35
  2.4 本章小结  35-36
第三章混沌超宽带通信系统多径信道与接收机性能分析  36-49
  3.1 混沌UWB 多径信道模型与仿真  36-41
    3.1.1 室内多径信道理论  36-37
    3.1.2 IEEE 802.15.3a 建议的UWB 信道模型  37-39
    3.1.3 多径信道的仿真  39-41
  3.2 Rake 接收机性能分析及仿真  41-48
    3.2.1 Rake 接收机原理  42
    3.2.2 Rake 接收机结构及性能分析  42-44
    3.2.3 仿真分析  44-48
  3.3 本章小结  48-49
第四章混沌超宽带通信系统抗干扰性能分析  49-60
  4.1 系统描述  49
  4.2 CTH-PPM 调制信号的抗干扰性能分析  49-54
    4.2.1 单频正弦干扰下的性能分析  49-51
    4.2.2 阻塞噪声干扰下的性能分析  51-52
    4.2.3 部分频带噪声干扰下的性能分析  52-53
    4.2.4 窄带干扰下的性能分析  53-54
  4.3 CDS-UWB 调制信号的抗干扰性能分析  54-55
  4.4 CTH-PAM 调制信号的抗干扰性能分析  55-56
  4.5 仿真分析  56-59
  4.6 本章小结  59-60
第五章混沌超宽带通信系统与现有通信系统共存问题的研究  60-70
  5.1 混沌超宽带系统对WLANs 的干扰  60-63
    5.1.1 IEEE802.11a 及其信道  61
    5.1.2 混沌 UWB 信道  61-62
    5.1.3 对 IEEE802.11a 无线局域网的干扰  62
    5.1.4 仿真分析  62-63
  5.2 混沌超宽带对GPS 的干扰  63-65
  5.3 混沌超宽带对传统直接序列扩频系统的干扰  65-68
    5.3.1 CTH-PPM 调制的超宽带信号对直接序列扩频系统误码率影响  66-68
    5.3.2 仿真分析  68
  5.4 本章小结  68-70
第六章回顾与总结  70-72
参考文献  72-76
致谢  76-77
在学期间的研究成果及发表的学术论文  77

混沌超宽带通信系统抗干扰分析及共存研究

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