基于频谱兼容的超宽带自适应脉冲波形设计与分析

摘要

随着超宽带(UWB)无线通信系统的兴起，其频谱兼容问题也成为讨论研究的热点。由于UWB系统占用的频谱很宽，因而不可避免地与窄带系统共用同一频段，造成同频信号的相互干扰，而从无线电管理的角度来说，超宽带信号应该尽量避让现有的窄带系统。在诸多改进频谱兼容问题的方法中，通过脉冲波形设计来解决UWB系统与传统窄带系统兼容问题，是目前最为有效和实际的手段。 本文首先对当前的几种典型超宽带成形方法进行了仿真分析，说明了脉冲波形在超宽带系统中的重要性，并且引入了一种基于Chirp压缩信号的新型超宽带脉冲成形方法，对这种脉冲成形方法进行了时域及频域的仿真，得出其线性组合脉冲的功率谱能很好地满足FCC的功率掩蔽限制，同时拥有更高的频谱利用率。随后，对文中提到的脉冲波形在频谱兼容方面的应用进行了探讨与分析，比较了他们的优缺点。设计了一种基于Chirp压缩信号的自适应脉冲波形。首先通过认知无线电中的频谱检测方法，提取出环境中的窄带系统频谱信息，再迭代选取基于Chirp压缩信号成形脉冲的中心频率和权值，达到组合脉冲波形最优化的目的。仿真结果表明，该波形能够在检测到的窄带信号频段处自适应地产生“凹陷”点，有效地避开了与同频窄带信号之间的互相干扰，从而提高了频谱兼容性，并且这种波形设计方法具有很高的频谱利用率和灵活性。

目录

文摘

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论文说明：缩略词

声明

第一章 绪论

1.1研究背景

1.2超宽带无线电概述

1.2.1超宽带无线通信的概念

1.2.2超宽带无线通信的特点

1.2.3超宽带无线通信的应用

1.3超宽带系统的关键技术及研究内容

1.4论文的主要内容和完成的工作

第二章 超宽带脉冲波形设计的基本方法与仿真分析

2.1脉冲超宽带通信系统基本原理

2.1.1 UWB发射功率模板

2.1.2典型的UWB脉冲调制技术

2.1.3跳时超宽带系统

2.2超宽带成形脉冲设计要求

2.3典型UWB成形脉冲

2.3.1高斯系列脉冲

2.3.2 Hermite正交脉冲

2.3.3扁长椭球波函数PSWFs

2.4基于Chirp压缩信号的超宽带成形脉冲

2.4.1 Chirp信号的数字特征

2.4.2 UWB成形脉冲算法

2.4.3 Chirp压缩信号脉冲成形以及频谱仿真

2.4.4 Chirp压缩信号组合脉冲波形设计

2.5各种波形传输误码性能比较

第三章 脉冲波形设计在超宽带频谱兼容中的应用分析

3.1超宽带系统的兼容问题

3.2改进频谱兼容问题的有效方法

3.3利用脉冲波形设计改善频谱兼容问题

3.3.1典型UWB成形脉冲在频谱兼容问题中的应用

3.3.2 Chirp压缩脉冲在频谱兼容问题中的应用

第四章 基于频谱兼容的自适应超宽带波形设计与分析

4.1认知无线电在超宽带技术中的应用分析

4.1.1认知超宽带系统概念的提出

4.1.2认知超宽带系统的关键技术

4.2基于认知超宽带的频谱兼容技术

4.2.1频谱感知

4.2.2 CUWB系统动态频谱管理

4.2.3自适应传输机制

4.3认知超宽带系统自适应脉冲波形设计

4.3.1问题描述

4.3.2环境中窄带系统信息的感知

4.3.3 UWB自适应脉冲波形设计建模

4.3.4 UWB自适应脉冲设计方法

4.3.5仿真结果

第五章总结与展望

5.1论文工作总结

5.2进一步工作建议

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文