IR-UWB通信系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著信息化時(shí)代的到來(lái)和電子與計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，個(gè)人所擁有的消費(fèi)電子設(shè)備的數(shù)量和種類(lèi)不斷增加，人們對(duì)增加無(wú)線(xiàn)互聯(lián)帶寬的需求與頻譜資源變得日益稀缺的矛盾日益突出。近年來(lái)出現(xiàn)的超寬帶（UWB）短距離高速無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)通過(guò)使用極窄脈沖將發(fā)射能量擴(kuò)展到3.1～10.6GHz的頻率范圍內(nèi)，降低了功率譜密度，實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的頻譜共享，解決了人們對(duì)增加無(wú)線(xiàn)互聯(lián)帶寬的需求和日益稀缺的頻譜資源之間的矛盾。本文對(duì)脈沖無(wú)線(xiàn)電超寬帶（IR-UWB）通

2、信系統(tǒng)中的脈沖序列調(diào)制、發(fā)送參考（TR）、盲多用戶(hù)檢測(cè)和信道估計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，主要研究?jī)?nèi)容和成果如下：
　　 1.鑒于二進(jìn)制PPM用于構(gòu)建TH-PPM UWB系統(tǒng)的性能不甚理想，提出了采用脈寬調(diào)制（PWM）實(shí)現(xiàn)。TH-PWM UWB系統(tǒng)的新方案，分析了TH-PWM調(diào)制的UWB系統(tǒng)在多徑信道中的誤比特率性能及其影響因素。仿真結(jié)果表明其性能優(yōu)于TH-PPM方案。
　　 2.針對(duì)利用多個(gè)已判決符號(hào)的接收波形提取解調(diào)

3、模板的TR-UWB自相關(guān)接收機(jī)誤比特率（BER）推導(dǎo)過(guò)程中存在的不足，重新推導(dǎo)了它的BER表達(dá)式，指出了原有推導(dǎo)中存在的不足，并將該接收機(jī)稱(chēng)為基于判決反饋平均（DFA）的TR-UWB自相關(guān)接收機(jī)，給出了它的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)出了該接收機(jī)在BER較低時(shí)的近似BER表達(dá)式。將其與三種經(jīng)典TR-UWB自相關(guān)接收機(jī)（STR，DTR，ATR）從性能、硬件復(fù)雜度和信息傳輸速率三個(gè)方面進(jìn)行了比較，仿真結(jié)果表明基于判決反饋平均的TR-UWB自相關(guān)接收機(jī)的BE

4、R性能明顯優(yōu)于現(xiàn)有的三種經(jīng)典TR-UWB自相關(guān)接收機(jī)。此外，將空間分集的思想引入到TR-UWB自相關(guān)接收機(jī)的設(shè)計(jì)中，提出了基于空間分集的多天線(xiàn)TR-UWB自相關(guān)接收機(jī)方案來(lái)改善TR-UWB接收機(jī)性能，對(duì)三種空間分集合并方式下改進(jìn)方案的性能進(jìn)行了分析和仿真。仿真結(jié)果表明通過(guò)利用空間分集可以顯著改善TR-UWB自相關(guān)接收機(jī)的性能。
　　 3.在UWB系統(tǒng)盲多用戶(hù)檢測(cè)方面，針對(duì)TH UWB系統(tǒng)和DS-CDMA UWB系統(tǒng)盲多用戶(hù)檢測(cè)方

5、案的不足，分別提出了相應(yīng)的改進(jìn)方案。（1）無(wú)符號(hào)間干擾假設(shè)下IR-UWB系統(tǒng)盲多用戶(hù)檢測(cè)算法通常都需要進(jìn)行信道估計(jì)和使用接收信號(hào)的二階統(tǒng)計(jì)量，使得其性能受到限制。據(jù)此利用獨(dú)立分量分析（ICA）的思想，提出了一種使用接收信號(hào)高階統(tǒng)計(jì)量且不需要信道估計(jì)的定點(diǎn)盲多用戶(hù)檢測(cè)方案。仿真結(jié)果表明所提出的方案具有較好的抗遠(yuǎn)近效應(yīng)和抑制多用戶(hù)干擾的能力。（2）為了防止在符號(hào)間干擾比較嚴(yán)重的多徑信道中，目前的IR-UWB盲多用戶(hù)檢測(cè)算法性能將急劇惡化，提

6、出了一種ISI不可忽略的多徑信道中的聯(lián)合盲均衡的盲多用檢測(cè)方案。它利用約束的最小輸出能量（CMOE）準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)聯(lián)合均衡ISI和抑制MUI，并采用投影近似子空間跟蹤（PASTd）算法跟蹤合并多徑分量的權(quán)矢量。仿真結(jié)果表明所提出的方案有顯著的信干噪比增益。
　　 4.由于經(jīng)典的最大似然（ML）信道估計(jì)算法采用了非等間隔的抽頭延遲線(xiàn)信道模型，通常需要三步才能估計(jì)出信道參數(shù)，復(fù)雜度較高。本文在TH-BPSK調(diào)制的UWB系統(tǒng)中，基于等間隔的