超宽带通信系统中脉冲波形的研究

摘要

近年来,超宽带通信系统正受到越来越多的关注。相对窄带和传统宽带系统来说,超宽带通信系统具有许多优越性,因此它有着广泛的应用前景。到目前为止,超宽带通信系统中所采用的脉冲主要是高斯脉冲及其导函数脉冲,此外也有用到 Hermite多项式设计的脉冲等。但是在使用这些脉冲时,大多都没有考虑到所用脉冲的功率谱密度是否符合的辐射掩蔽标准。本文主要是针对这些标准,对超宽带通信系统中的脉冲进行研究。
　　在对多址接入的超宽带通信系统进行深入分析的基础上,本文重点分析了各种超宽带信号的PSD表达式并举例分析和比较了几种典型调制下信号的功率谱密度,同时还分析了超宽带信号中的各种参数对其功率谱密度的影响。
　　本文还介绍并分析了超宽带通信系统中常用的脉冲波形的特性及其优缺点,并按照FCC辐射掩蔽要求设计了部分相应的脉冲,同时还分析了脉冲形成因子α对高斯脉冲、MHP以及它们的导函数的影响。
　　在分析脉冲形成因子α的基础上,本文给出了两种基于FCC辐射掩蔽要求的超宽带脉冲的算法,这两种算法虽然是根据FCC对超宽带通信系统工作带宽、峰值频率和功率谱密度的限制下提出的,但是这两种算法可以适用于各个国家所提出的超宽带的频谱要求,在应用时只需要将峰值频率和对应的拐点做出相应的修改。作为一种应用,分别用这两种算法,找到了符合FCC辐射掩蔽的高斯脉冲和MHP的脉冲形成因子a的取值范围,得到了一系列符合要求的脉冲。最后在跳时多址接入的超宽带系统中分别仿真了所设计的超宽带脉冲的性能,发现所设计的脉冲不仅符合FCC辐射掩蔽要求,而且还具有很好的超宽带脉冲特性。

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第一章 绪论

§1.1超宽带无线电技术简介

§1.2国内外关于超宽带通信的研究现状

§1.3本文的研究工作和内容安排

第二章 超宽带系统概述

§2.1 香农公式与超宽带信道容量

§2.2 超宽带调制方式选择

§2.3 扩频方式的选择

§2.4 基于PPM调制的跳时多址接入（2PPM-THMA）系统

§2.5 IEEE802.15.3a信道模型

§2.6 小结

第三章 超宽带信号的功率谱分析

§3.1 超宽带信号的功率谱密度

§3.2 TH-PPM信号的功率谱密度分析

§3.3 DS-UWB信号的功率谱密度分析

§3.4 小结

第四章 几种UWB脉冲波形的分析与仿真

§4.1 超宽带通信系统中常用的脉冲

§4.2 脉冲形成因子对高斯脉冲的影响

§4.3 小结

第五章 适合超宽带传输的脉冲形成及算法设计

§5.1 基于高斯脉冲的脉冲算法设计

§5.2 基于Hermite多项式的脉冲算法设计

§5.3 脉冲性能分析

§5.4 小结

第六章 结论与展望

参考文献

附录A

致谢

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