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基于时间反演技术的超宽带无线通信电磁仿真研究

作　者: 朱骏霄
导　师: 王秉中
学　校: 电子科技大学
专　业: 无线电物理
关键词: 时间反演超宽带通信时域有限差分法
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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引　用: 2次
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内容摘要

信息的高速传输是未来无线通信研究的主要方向之一。超宽带(UWB)无线通信系统具有高通信容量、高多径分辨率、兼容现有通信频谱以及保密性能高等独特优点,已经成为下一代无线通信研究的热点方向。1992年时间反演(TR)技术由M. Fink首先应用于声学领域,其研究表明TR技术在工程应用领域中具有巨大价值。采用这种技术,能使在均匀与非均匀媒质中传播的声波实现时间和空间的同步聚焦,所以将TR技术引入UWB无线通信具有广阔的前景和巨大的潜力。本文的研究目的就是通过研究TR技术如何实现复杂媒质中电磁波的时-空聚焦,为将TR技术引入UWB无线通信提供相应的理论依据。本文的主要工作概括如下:利用电磁场与电磁波的基本理论分析基于TR技术的电磁波传播是如何实现时-空聚焦特性。利用MATLAB建立基于时域有限差分法的电磁仿真平台,利用该平台研究TR技术是如何通过改变UWB无线通信的电磁波来影响整个UWB通信系统的性能。通过比较TR技术的各种参数对UWB无线通信系统性能的影响,总结出相关规律。在上述研究的基础上进一步研究在复杂环境(包括城市街道环境、小树林环境)中基于TR技术的UWB电磁波的传播和时-空聚焦特性。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-11
第一章引言  11-16
  1.1 基于时间反演技术的超宽带传输技术的研究目的及意义  11
  1.2 基于TR 技术的UWB 无线通信技术的研究历史及现状  11-14
    1.2.1 UWB 无线通信技术的概述  11-13
    1.2.2 TR 技术的概述  13-14
    1.2.3 TR 技术应用于UWB 无线通信的概述  14
  1.3 本论文的主要工作  14-16
第二章超宽带及时间反演基本理论  16-32
  2.1 UWB 无线电相关理论  16-20
    2.1.1 UWB 脉冲形成器  16
    2.1.2 UWB 无线电信号  16-17
    2.1.3 UWB 信道与接收机  17-20
  2.2 时间反演  20-21
    2.2.1 TR 技术的电磁学基础  21
    2.2.2 自适应时延聚焦技术  21
  2.3 基于TR 技术的UWB 通信  21-29
    2.3.1 视距(LOS)情况下基于TR 技术的电磁信号  22-23
    2.3.2 在反射和折射情况下基于TR 技术的电磁信号  23-26
    2.3.3 基于TR 技术的UWB 电磁信号收集多径能量的基本原理  26-27
    2.3.4 基于TR 技术的UWB 电磁信号传输  27-29
  2.4 电磁仿真平台相关理论  29-32
    2.4.1 电磁仿真平台建模  29-30
    2.4.2 时域有限差分法简介  30
    2.4.3 无损耗随机分布媒质  30-31
    2.4.4 互易定理  31
    2.4.5 误码率计算相关原理  31-32
第三章 MATLAB 可视化电磁仿真平台  32-43
  3.1 仿真平台的启动  32-33
  3.2 仿真实例  33-41
  3.3 其他功能  41-43
第四章基于时间反演技术的超宽带通信仿真研究  43-62
  4.1 室内简单环境中基于TR 技术的UWB 通信研究  43-48
    4.1.1 简单环境中单用户单天线的UWB 通信实验  43-45
    4.1.2 简单环境中单用户多天线的UWB 通信实验  45-48
  4.2 室内多径环境中基于TR 技术的UWB 通信研究  48-52
    4.2.1 多径环境中单用户单天线的UWB 通信实验  48-50
    4.2.2 多径环境中单用户多天线的UWB 通信实验  50-52
  4.3 室内环境中TR 技术的各种参数与UWB 通信的关系  52-55
    4.3.1 截取反演脉冲宽度与UWB 通信的关系  52-54
    4.3.2 天线数量与UWB 通信的关系  54
    4.3.3 室内环境中基于时间反演的UWB 通信系统保密性研究  54-55
  4.4 基于TR 技术的UWB 通信系统收集多径能量的特性  55-58
  4.5 城市街道环境中基于TR 技术的UWB 通信  58-59
  4.6 小树林环境中基于TR 技术的UWB 通信  59-61
  4.7 本章小结  61-62
第五章结论  62-63
致谢  63-64
参考文献  64-66
攻硕期间取得的成果  66-67

基于时间反演技术的超宽带无线通信电磁仿真研究

内容摘要

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