超寬帶自相關(guān)接收機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、UWB(即超寬帶)通信技術(shù)是本世紀(jì)初開始興起的一項(xiàng)新興的通信技術(shù)，其中脈沖無線電超寬帶技術(shù)(IR UWB)是其中一個(gè)重要的技術(shù)分支。該技術(shù)在密集多徑環(huán)境下具有特殊的優(yōu)勢(shì)。但若實(shí)現(xiàn)最佳接收，在信道估計(jì)以及同步等方面需要付出的代價(jià)不是簡(jiǎn)單的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以承受的，因此次最佳的自相關(guān)接收技術(shù)受到人們的重視。本文主要針對(duì)自相關(guān)類型超寬帶接收機(jī)開展研究，另外還針對(duì)超寬帶技術(shù)所面臨的一些基本問題，如信道容量、頻譜特性等開展深入的探討，取得的主要成果有：

2、
　　 (1)現(xiàn)有常規(guī)超寬帶通信均定位于短距離(數(shù)十米以內(nèi))高速通信應(yīng)用，本文從信息論的角度討論了遠(yuǎn)距離超寬帶通信的可行性。研究表明超寬帶技術(shù)在某些特殊情況下也可應(yīng)用于遠(yuǎn)距離通信，只不過不像近距離通信應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)那樣明顯。論文給出了基于地空應(yīng)用的遠(yuǎn)距離UWB“兩簇”信道模型假設(shè)，分析了多普勒效應(yīng)的影響，提出了針對(duì)UWB信道的相干時(shí)間的概念。此外，進(jìn)一步對(duì)超寬帶信道容量以及結(jié)合MIMO的信道容量進(jìn)行了分析，得到了具有指導(dǎo)意義的結(jié)果。

3、
　　 (2)超寬帶系統(tǒng)要求與其它無線系統(tǒng)具有良好的共存性能，因此，其發(fā)射功率譜密度在頻域的分布必須合理，以便盡可能少干擾其它無線系統(tǒng)，這是一個(gè)重要問題。本文針對(duì)常規(guī)的跳時(shí)超寬帶信號(hào)的頻譜特性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)常規(guī)的跳時(shí)操作對(duì)頻譜的平滑作用常常顯得不夠充分，而殘留一些功率譜密度較大的諧波頻點(diǎn)；為了改善這種頻譜特性，在分析CPPM和PCTH調(diào)制方式的基礎(chǔ)上，提出了一種新的偽混沌脈沖位置調(diào)制(PCPPM)方式，其綜合性能得到明顯的改善

4、。性能分析和仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了這個(gè)結(jié)論。
　　 (3)超寬帶系統(tǒng)中自相關(guān)接收機(jī)的性能分析是一項(xiàng)基礎(chǔ)研究工作。本文在總結(jié)現(xiàn)有結(jié)論的基礎(chǔ)上，對(duì)自相關(guān)接收技術(shù)進(jìn)行了分類；提出了PPM調(diào)制的TR和DIFF接收機(jī)，完善了適用的調(diào)制方式；并提出了相應(yīng)的GLRT最佳接收機(jī)，作為性能參考的基準(zhǔn)。此外，論文對(duì)自相關(guān)類型接收機(jī)均進(jìn)行了性能分析。
　　 (4)MIMO技術(shù)和UWB技術(shù)的結(jié)合是實(shí)現(xiàn)高速傳輸?shù)闹匾緩剑珡?fù)雜度較高。為了降低實(shí)現(xiàn)復(fù)

5、雜度，研究發(fā)現(xiàn)UWB和MIMO相結(jié)合具有一些獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，比如在UWB中簡(jiǎn)單的發(fā)射分集就會(huì)有性能增益，這與窄帶系統(tǒng)是不同的；論文進(jìn)一步提出了一種TR-MIMO-UWB技術(shù)方案，該方案無需信道估計(jì)，且易于實(shí)現(xiàn)。性能分析表明該方案是可行性。
　　 (5)本文在分析TDT盲定時(shí)算法的基礎(chǔ)上，提出了一種適用于PPM調(diào)制的TS-TDT盲定時(shí)算法，該算法采用兩條相關(guān)支路計(jì)算延遲互相關(guān)值從而獲得同步信息。理論分析和仿真結(jié)果表明該算法具有較低的復(fù)