传输参考超宽带接收机性能分析与仿真

摘要

传输参考方式以其结构简单、接收机检测无需精确的信道估计等优点成为近年来的研究热点。但是,这种简单结构的接收机的主要缺点是被用作相关模板的传输参考信号是含噪的,额外的噪声项对有效的能量捕获和正确的判决产生了影响。此时检测性能在很大程度上依赖于噪声信道下积分窗口的宽窄。此外,脉冲对的发送方式会耗费一半的功率在参考脉冲上面,且脉冲利用率不高。因此,如何节约发射功率提高脉冲利用率,如何正确的设置积分窗口的宽度,如何合理的设计收发信机的帧结构,这些都对TR接收机性能的提高起着重要作用,对TR-UWB接收机的实际应用有着积极的意义。
　　文章主要工作内容如下:首先,介绍了TR-UWB技术发展现状,研究与探讨了相关的关键技术,指出一些存在的问题,提出本文研究的思路与解决办法。研究了超宽带所用到的最基本的信号形式、调制方式以及它们的优缺点,并对超宽带通信的多址方式和接收方式予以了简要阐述。接着对TR接收机常见的三种方式:STR、DTR和ATR接收机进行了理论分析。在MATLAB中搭建了TR-UWB收发射机以及信道部分的系统模型,用M文件编写实现了各个模块功能,这些模块包括:比特发生器、信号波形成形、调制解调器、信道以及收发射机等。在AWGN、IEEE802.15.3a推荐的UWB信道下,分别从重复编码数Ns、积分窗区间T以及不同帧结构对TR收发射机性能的影响进行了认真细致的仿真分析,并对比分析了几种优化帧结构的性能,给出了脉冲利用率的仿真曲线,仿真结果验证了理论分析的正确性。
　　结论表明:TR-UWB接收机的性能与Ns、T和噪声带宽等因素均不是单纯的正反比关系,而是遵循一定的规律。通过设置合理的参数和设计较好的帧结构,能够在降低发射机发射功率和获得较高的数据传输速率的同时,提高TR-UWB系统接收机的性能。

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第一章 前言

§1.1 超宽带通信概述

§1.2 传输参考通信技术及本文研究意图

§1.3 论文题目来源和组织结构安排

第二章 UWB关键技术研究以及存在问题

§2.1 UWB信号波形形式

§2.2 UWB数据与多址调制方式

§2.3 UWB无线信道及其仿真

§2.4 UWB信号的接收

§2.5 小结

第三章 TR接收机理论分析

§3.1 基本传输参考接收机

§3.2 差分传输参考系统

§3.3 平均传输参考接收机

§3.4 小结

第四章 TR-UWB接收机性能仿真分析

§4.1 STR接收机在AWGN信道下的仿真分析

§4.2 STR接收机在AWGN+IEEE 802.15.3a信道下的性能分析

§4.3 改进TR接收机性能仿真分析

§4.4 小结

第五章 结束语

§5.1 全文总结

§5.2 下一步的工作

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果