基于多径信道的TH/DS-UWB系统性能分析

摘要

冲激无线电超宽带(IR-UWB)采用超短脉冲发射信号，信道容量大，可提供高速的数据传输。本文针对TH/DS-UWB系统在多径信道下的的性能进行了研究，主要内容有：
　　 在无多径加性高斯白噪声(AWGN)信道下，采用软硬判决的方法推导出2PPM-TH-UWB和2PAM-TH-UWB系统的误比特率公式，并通过仿真对系统性能进行了分析比较。仿真结果表明，两种系统的性能均随着脉冲重复次数的增加明显改善，且采用软判决时的性能优于采用硬判决时的性能。
　　 利用IEEE802.15.3a工作组建议的标准UWB室内信道模型，采用多个接收天线分析了二进制TH-PPM超宽带系统性能的改善。基于标准高斯近似(SGA)的假设，对基于空间分集的2PPM-TH-UWB系统的误码率公式进行了推导。在理想功率控制下，分别采用不同数目的接收天线和不同SRake接收机选择路径数，对2PPM-TH-UWB系统性能进行了分析和仿真。仿真结果表明，随着天线数和选择路径数的增加，系统性能均明显提高，并且空间分集比路径分集对系统性能有更好的改善。
　　 利用IEEE802.15.3aT作组建议的标准UWB室内信道模型，对TH-MA-UWB和DS-MA-UWB系统的性能进行了分析和比较。仿真结果表明，随着用户数的增加，DS-UWB系统性能优于TH-UWB系统；在多用户情况下，TH-UWB系统的性能随帧数的增加变差，而DS-UWB系统性能随码片数的增加得到改善。此外，还对两系统分别采用S-Rake和P-Rake接收机时的性能进行了比较，仿真结果表明，采用前者时的系统性能要优于采用后者时的系统性能。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题研究背景及意义

1.2论文主要工作与章节安排

2超宽带技术概述

2.1超宽带技术原理

2.2超宽带通信系统结构

2.3超宽带电波传播基本理论

2.3.1路径损耗模型

2.3.2链路预算

2.4典型脉冲波形

2.4.1高斯脉冲及其各阶导函数脉冲

2.4.2修正Hermite脉冲

2.4.3 PSWF脉冲

2.5超宽带系统的多址技术

2.5.1 TH-UWB

2.5.2 DS-UWB

2.6超宽带信道与接收机

2.6.1无多径AWGN信道

2.6.2多径信道

2.6.3 UWB Rake接收机模型

2.7本章小结

3 TH-PPM与TH-PAM超宽带系统的性能分析

3.1引言

3.2 2PPM-TH-UWB和2PAM-TH-UWB系统模型

3.2.1 TH-PPM-UWB系统模型

3.2.2 TH-PAM-UWB系统模型

3.3 TH-PPM和TH-PAM超宽带系统的误比特率BER

3.3.1软、硬判决

3.3.2 TH-PPM和TH-PAM系统的BER

3.3.3误码率性能分析和比较

3.4本章小结

4基于空间分集的多径信道下的TH-PPM-UWB系统性能分析

4.1基于空间分集的多径信道模型

4.2接收端模型

4.3性能分析

4.4仿真结果与分析

4.5本章小结

5基于多径信道下的多用户TTHMA/DSMA-UWB系统性能分析

5.1引言

5.2多用户THMA/DSMA-UWB系统描述

5.2.1 2PAM-TH-MA UWB系统模型

5.2.2 2PAM-DS-MA UWB系统模型

5.3信道和接收机模型

5.4性能分析

5.5仿真结果与分析

5.6本章小结

6总结与展望

6.1论文工作总结

6.2论文进一步工作

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文及参加项目