论文题目: 超宽带无线通信关键技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 通信与信息系统
作者: 樊祥宁
导师: 毕光国
关键词: 超宽带,系统设计,跳时脉位调制,直扩二相调制,多址,性能分析与仿真,窄脉冲生成,接收算法,接收机
文献来源: 东南大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本学位论文重点研究了脉冲方式超宽带(UWB)无线通信系统的若干关键技术。论文工作得到了国家863项目《超宽带无线通信关键技术的研究》和《超宽带无线传输技术研究与开发》的联合资助。论文主要内容包括:脉冲方式超宽带无线通信的基本原理;多径信道模型与特性;系统方案设计及其性能仿真;系统性能分析与用户码研究;与IEEE802.11bWLAN窄带无线系统的共存性研究;系统窄脉冲生成电路的设计与研究、以及RAKE接收机实现结构与性能。第一章为全文绪论。第二章介绍超宽带无线多径信道的模型和特性,作为后续章节研究的基础。第三章到第六章研究内容是创新性研究,具有理论和应用参考价值。第三章在讨论脉冲超宽带无线传输技术的基本原理的基础上,重点设计了链路总速率在100Mbps以上的两种基于脉冲传输的UWB多用户系统无线通信系统,即:跳时PPM(TH-PPM)直接脉冲系统方案和直扩BPSK(DS-BPSK)直接脉冲系统方案,并对这些系统在室内多径环境下的性能进行了仿真与分析,指出了脉冲超宽带无线系统的关键设计因素和主要结论。第四章重点是系统性能分析。分析与仿真中采用第二章的信道模型。首先分析了第三章设计的跳时PPM超宽带系统在室内多用户和密集多径环境下的性能,导出了接收机输出各分量的表达式及其一阶距和二阶矩,为后续信号处理奠定了一定的基础。接着对直扩BPSK超宽带系统性能进行了分析,推导出的系统BER表达式给出了和信道参数、脉冲参数以及系统用户数之间的直接关系,理论分析的数值结果和计算机仿真结果相当吻合,从而可以分析多径信道参数、系统参数对系统性能的影响。之后研究了脉冲方式超宽带系统的用户码对系统性能的影响,为超宽带系统提供了一种简单而切实可行的用户码方案。最后分析了接收机在室内密集多径环境下采用Gold序列与随机二进制PN序列作为用户码时的接收信号,仿真了多用户性能,验证了提出的用户码方案的可行性,为多址系统用户码设计及其性能评估提供了依据。第五章研究共存性。UWB设备与传统窄带系统之间的相互干扰及其共存是重要的研究内容。本章论述了FCC关于UWB系统与窄带系统共存时的评估方法和主要结果,在此基础上,重点研究了同为室内短距离高速无线通信技术、在2.4GHz频段频谱相互重叠的IEEE 802.11b无线局域网对第三章中设计的跳时和直扩直接脉冲方式超宽带系统的干扰,进行了性能分析与仿真,给出了为使相隔一定距离的两个UWB收发机正常工作并达到一定性能指标,可允许的IEEE802.11b设备与UWB接收机的距离。为两种系统的共存工作提供了参考依据。第六章研究第三章设计的脉冲方式超宽带系统中的基带收发关键模块及其实现技术。重点是在链路总速率为100Mbps以上要求下,研究和设计了分别应用于直扩BPSK和跳时PPM超宽带多用户系统的发射端高速重复频率亚纳秒高斯窄脉冲的生成技术及其实现电路,接收端RAKE接收机及其信道估计算法以及相应实现结构。以上部分研究成果已获得国家专利授权和正在国家发明专利最后实质审查中,部分研究成果学术论文已被核心刊物录用、发表和评审中,为超宽带系统的实现提供了参考。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 超宽带技术概述
1.3 超宽带技术的国内外研发现状与动态
1.4 超宽带技术的规范与标准化工作
1.5 超宽带技术的主要应用
1.5.1 短距离高速无线多媒体通信应用
1.5.2 低速超宽带技术的应用
1.5.3 小结
1.6 论文主要工作与安排
第二章 超宽带室内无线信道模型
2.1 引言
2.2 超宽带室内信道多径模型和传播损耗模型
2.3 Scholtz 超宽带室内多径信道模型
2.4 Intel超宽带室内信道模型
2.4.1 引言
2.4.2 路径损耗模型
2.4.3 多径模型
2.4.4 信道的具体实现
第三章 脉冲方式超宽带无线系统方案与性能仿真
3.1 引言
3.1.1 脉冲方式超宽带无线通信系统的脉冲波形
3.1.2 单脉冲调制技术
3.1.3 多脉冲调制与多址技术
3.2 直接脉冲方式跳时TH 超宽带无线系统方案设计
3.3 直接脉冲方式直扩DS 超宽带无线系统方案设计
3.4 直接脉冲方式超宽带无线系统性能仿真
3.4.1 一般室内多径信道下的基本性能仿真
3.4.2 Scholtz 室内多径信道下的性能仿真
3.4.3 Intel 室内多径信道下的性能仿真
3.5 本章小结与结论
第四章 脉冲方式超宽带系统在多用户多径环境下的性能分析.
4.1 引言
4.2 跳时PPM 超宽带系统多用户性能分析
4.2.1 跳时PPM 超宽带系统模型和信号模型
4.2.2 跳时PPM 超宽带系统的多用户性能分析
4.3 直扩BPSK 超宽带系统多用户性能分析
4.3.1 直扩BPSK 超宽带系统模型和信号模型
4.3.2 直扩BPSK 系统的多用户性能分析
4.3.3 仿真与数值分析实例
4.4 直扩BPSK 超宽带系统用户码研究
4.4.1 系统简介
4.4.2 用户码分析与仿真
4.5 本章小结
第五章 脉冲方式超宽带无线系统与窄带系统的共存性研究
5.1 引言
5.2 FCC 关于共存性的研究
5.3 IEEE802.116WLAN 窄带系统对脉冲方式超宽带无线系统的干扰
5.3.1 引言
5.3.2 性能分析
5.3.3 性能仿真与结果分析
5.4 本章小结
第六章 脉冲方式超宽带无线系统收发关键模块的设计与研究
6.1 引言
6.2 跳时PPM 脉冲方式超宽带系统窄脉冲生成电路
6.2.1 超高重复频率亚纳秒级窄脉冲生成电路的原理框图设计与分析
6.2.2 超高重复频率亚纳秒级窄脉冲生成电路实现与分析
6.3 直扩BPSK 脉冲方式超宽带系统窄脉冲生成电路
6.3.1 直扩BPSK 系统双极性窄脉冲生成电路原理与分析
6.3.2 直扩BPSK 系统双极性窄脉冲生成电路实现与分析
6.4 脉冲方式超宽带无线系统RAKE接收机的研究
6.4.1 RAKE 接收机的性能分析
6.4.2 RAKE 接收机的信道估计
6.4.3 RAKE 接收机及其信道估计的基本实现结构
6.4.4 RAKE 接收机及其匹配波形估计的改进实现结构
6.5 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 论文主要工作和创新点
7.2 展望
致谢
全文参考文献
攻读博士学位期间的科研项目
攻读博士学位期间的学术成果
发布时间: 2007-06-11
参考文献
- [1].超宽带无线通信关键技术研究[D]. 马惠珠.哈尔滨工程大学2006
- [2].超宽带无线通信抗干扰与共存性研究[D]. 岳光荣.电子科技大学2006
- [3].超宽带无线通信系统及若干关键技术研究[D]. 陈国东.北京邮电大学2007
- [4].超宽带无线通信关键技术研究[D]. 贺鹏飞.北京邮电大学2007
- [5].超宽带无线通信与定位关键技术研究[D]. 熊海良.西安电子科技大学2011
- [6].超宽带无线通信及其定位技术研究[D]. 王秀贞.华东师范大学2010
- [7].认知超宽带无线通信系统干扰抑制的研究[D]. 马英杰.北京邮电大学2011
- [8].超宽带无线通信系统射频前端电路研究与设计[D]. 杜四春.湖南大学2012
- [9].矿井超宽带无线通信信道模型研究[D]. 王艳芬.中国矿业大学2009
- [10].超宽带无线通信系统信道估计技术的研究[D]. 王丹.上海交通大学2009
标签：超宽带论文; 系统设计论文; 跳时脉位调制论文; 直扩二相调制论文; 多址论文; 性能分析与仿真论文; 窄脉冲生成论文; 接收算法论文; 接收机论文;