超宽带正交脉冲波形设计研究

摘要

脉冲波形设计是超宽带(UWB)系统的关键技术之一。UWB脉冲信号设计不仅应满足美国联邦通信委员会(FCC)的频谱模板规定，而且要能充分利用频谱资源，提高频谱利用率。因为UWB系统带宽很宽，如何减少其与已有无线网络之间的干扰也是一个重要问题。此外，同一系统中的不同用户使用相同的脉冲波形会导致多用户干扰(MUI),因此UWB脉冲波形设计中另一个关键问题就是生成正交的脉冲波形集合以减少多用户干扰。
　　 本论文根据上述原则设计了两种超宽带正交脉冲。
　　 一种是基于Coiflets正交小波产生UWB正交成形脉冲，然后对Coiflets小波基函数产生的一系列脉冲进行组合叠加以提高频谱利用率。仿真结果表明，组合以后的波形能满足FCC的频谱模板要求，有较高的频谱利用率。
　　 第二种是在组合高斯导函数的基础上提出了一种利用Gram-Schmidt正交化产生UWB正交成形脉冲的新方法。设计的思路是：对高斯导函数进行组合叠加，然后在组合后波形的基础上利用Gram-Schmidt正交化方法产生一种正交波形。MATLAB仿真结果表明，产生的新UWB脉冲的功率谱密度满足FCC辐射掩蔽的限制；而且是完全正交的，可将其用于多用户通信，降低多用户干扰。
　　 最后总结了本论文的主要研究工作并指出存在的问题，然后对进一步的研究进行了展望。