衰落信道下差分脉冲位置调制超宽带无线通信系统的性能和容量分析

王啸

中国海洋大学

摘要：

超宽带(UWB,Ultra-Wide Band)无线通信系统辐射的频谱主要由两方面决定:一是脉冲信号波形,UWB系统采用的脉冲波形有很多种,可根据频谱特性的需要对其进行选择;二是它的调制方式,UWB系统常用的调制方式主要有开关键控(OOK)、脉冲幅度调制(PAM)、移相键控调制(PSK)和脉冲位置调制(PPM)等。
本课题的研究目的在于,通过对一种新型调制技术—差分脉冲位置调制(DPPM)的研究,寻找出能够改善UWB无线通信系统的性能和容量的方法。
论文首先对超宽带无线通信技术的发展进行了回顾与展望,展示了目前UWB在实际应用方面的成果,并简要概述了UWB无线通信系统的几个关键技术。论文的核心部分,是对差分脉冲位置调制(DPPM)技术进行研究与分析,作为对脉冲位置调制(PPM)技术进行改进和改良的一种新兴调制方案,DPPM调制技术在功率、带宽需求、性能和传输容量等方面,比PPM调制具有明显的优势,因此,研究DPPM调制技术对提高UWB系统的传输性能具有十分重要的意义。另外,实践证明,在实验室加性高斯白噪声(AWGN)环境下系统的性能与实际传输环境下的性能之间有明显的差距,而Nakagami-m衰落信道模型非常适合模拟实际的UWB无线室内传输信道,因此,在对UWB无线传输技术进行研究时,我们重点对Nakagami-m信道模下DPPM的性能进行分析。在该部分,我们首先给出UWB信号采用DPPM调制后的信号模型以及NaKAGAMI-m衰落信道的信道模型,然后推导其在加性高斯白噪声(AWGN)信道和Nakagami-m衰落信道中的误码率和容量公式,最后通过蒙特卡罗模拟的方法对推导结果进行仿真,并分别分析信道容量和错误概率与信噪比(SNR)之间的关系。这些研究结果将为UWB无线通信系统的数据传输速率的设计提供必要的理论基础。

关键词：超宽带无线通信;差分脉冲位置调制;Nakagami-m衰落;误码概率;信道容量;信噪比;数据传输

授予单位：中国海洋大学

授予学位：硕士

学科专业：通信与信息系统

导师姓名：张浩

学位年度：2011

语种：中文

分类号：TN925.7;TN787.1

页数：75

在线出版日期：2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）