超宽带系统新调制方式及RAKE接收机研究
超宽带(UWB)技术近年来在国内外受到了显著的重视,它以设备结构简单、功耗低、处理增益高、传输速率高、隐蔽性能好和多径分辨能力强等优点,在通信领域具有广泛的应用前景。超宽带脉冲无线通信是对无线频谱资源的利用进行的新探索,它以纳秒级的窄脉冲获得了GHz级的频谱带宽,对无线通信技术是一个强有力的支持。
本文分析了超宽带无线通信技术的理论基础,阐述了超宽带技术在无线通信领域的发展、应用、标准和研究现状;介绍了本文所用到的高斯脉冲波形;研究了超宽带系统常用的多址技术,分析了跳时扩频技术的重要性和必要性;介绍了超宽带常用的基本调制技术和新式调制方式,总结了多种超宽带脉冲调制的信号结构;研究了IEEE802.15.3a室内信道模型的路径损耗模型和多径模型;介绍了RAKE接收机的基本原理和一般结构模型。
针对跳时双正交脉冲位置调制(TH-BPPM)和跳时脉冲位置幅度混合调制(TH-PPAM)的超宽带系统,分别从单用户和多用户两种情况考虑,推导了TH-BPPM UWB系统在加性高斯白噪声(AWGN)信道下的误码率和容量公式,并且将其延伸至TH-PPAM UWB系统中,得到了TH-PPAM UWB系统的误码率和容量公式,分别对两种系统的两种情况的误码率性能和容量做了仿真分析;并对两种系统的通信距离与容量的关系进行了仿真。根据仿真结果可以得到,多进制调制进制指数、信噪比、距离和用户数都会影响信道的误码率性能和容量。
最后分析了单用户TH-BPPM UWB系统和TH-PPAM UWB系统采用RAKE接收机在IEEE802.15.3a信道下的应用。分别用全RAKE(ARake)、部分RAKE(PRake)和选择RAKE(SRake)三种接收技术对TH-BPPM和TH-PPAM的接收性能进行了仿真分析。由仿真结果可以看出,在CM1信道下传播的TH-PPAMUWB系统的接收性能比其它信道都好;采用SRake接收机的接收性能优于采用PRake接收机,而且相关器叉指(finger)越多,接收性能越接近于ARake接收机。
超宽带系统;跳时双正交脉冲位置调制;跳时脉冲位置幅度混合调制;误码率;容量公式;RAKE接收机;接收性能
中国海洋大学
硕士
通信与信息系统
张浩
2011
中文
TN925.7;TN914.2
73
2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）