超宽带通信系统的快速同步算法及其性能仿真

摘要

随着现代通信技术的发展和数据传输的需要，对通信系统短距离高速数据传输能力的要求越来越高。室内超宽带脉冲无线电利用纳秒窄脉冲传输数据，具有低功耗、高速率、强抗多径性、低截获和低检测概率等众多优点，近年来受到了研究者的广泛关注，成为无线通信技术研究的热点之一。 超宽带信号的窄脉冲、低能量和密集多径特性，使超宽带信号的快速捕获成为超宽带通信系统的关键问题之一。本文提出了一种基于同步脉冲序列的分步捕获算法，将信号同步捕获分为码片同步和PN码相位同步。发送端构建一组特殊PN同步码序列，接收端将接收信号进行累积后用最大值/阈值准则确定码片同步，然后搜索多径分量信号来捕获PN码同步相位。该方法提高了密集多径信道下窄脉冲超宽带信号的捕获性能，并有效降低了计算复杂度和处理时间。文章还在DSBPSKUWB系统中仿真了该算法捕获性能，评估了样值累积比特数、多径分量和多径选择策略对同步捕获概率的影响，并对算法性能和参数选择进行了分析。

目录

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声明

第一章 绪论

1.1 UWB无线通信技术及其历史发展

1.2 UWB的优点和应用范围

1.2.1 UWB优点

1.2.2 UWB应用范围

1.3 UWB面临挑战

1.4 研究目标与主要内容

第二章 UWB信号形式与调制技术

2.1 UWB信号波形

2.2 TH-PPM与TH-PAM调制

2.3 DS-PAM调制

2.4 性能比较

2.5 小结

第三章 超宽带信道模型与Rake接收技术

3.1 无多径AWGN信道

3.2 超宽带无线电多径信道传播

3.2.1 S-V模型

3.2.2 超宽带室内传播模型

3.3 Rake接收技术

3.3.1 Rake接收机基本原理

3.3.2 Rake接收机结构

3.4 小结

第四章 超宽带通信系统的同步技术分析

4.1 基于滑动相关的捕获方法

4.2 基于滑动相关的常用搜索算法

4.2.1 线性搜索算法

4.2.2 真正随机搜索算法

4.2.3 随机变换搜索算法

4.2.4 观察与跳跃K个单元的搜索算法

4.2.5 比特反转搜索算法

4.2.6 折半搜索法

4.2.7 几种搜索算法比较

4.3 基于最大似然的定时估计方法

4.3.1 数据辅助的最大似然定时估计方法

4.3.2 非数据辅助最大似然定时估计算法

4.4 小结

第五章 超宽带通信系统的新型快速同步算法

5.1 超宽带通信系统的新型快速同步算法

5.1.1 基于样值累积的码片同步方案

5.1.2 PN码同步相位捕获方法

5.1.3 超宽带通信系统分步捕获算法

5.2 捕获性能分析

5.2.1 同步捕获性能分析

5.2.2 同步捕获时间

5.3 捕获性能仿真及结果

5.3.1 基于样值累积的码片同步性能仿真分析

5.3.2 PN码同步性能仿真分析

5.4 小结

第六章 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士期间发表的论文