超宽带通信系统同步捕获与多用户检测技术研究

摘要

近年来,超宽带(UWB)通信技术以其设备结构简单、功耗低、隐蔽性能好、处理增益高、传输速率高和多径分辨能力强等优点,在国际国内受到了显著的重视。因此,深入研究超宽带的各个关键技术环节,十分必要。其中,信号的同步捕获始终是一个关键问题,制约着无线通信的质量和效率。由于UWB信号的极窄脉冲特性和多径信道的影响,使得系统对同步错误非常敏感,因此实现高精度的同步捕获技术显得尤其重要。此外,超宽带系统的多用户检测是系统应用的另一个主要方向,无论是当前的热点研究方向Ad-Hoc网,还是WPAN网络都会以多址通信作为研究的重点,然而多用户传输将不可避免的带来用户间的干扰,所以如何避免多址干扰以提高系统性能也是一个非常重要的研究课题。本文的工作重点即是对无载波超宽带的同步捕获技术和多用户检测技术进行研究。
　　本文首先对超宽带技术的发展历史、技术特点、研究状况以及本文研究意图作了概述,接着介绍了超宽带无线通信系统脉冲信号、多址调制及无线传播信道,还对多径条件下接收机的实现方式及其性能进行分析与对比。然后提出了以下两个创新点:
　　1)提出了一种基于最大似然(ML:maximum-likelihood)准则的UWB信号的同步捕获方法,该算法将同步和信道估计结合于一体,较好的解决了UWB信号在密集多径信道情况下的捕获问题,提高了接收机性能,同时还降低了接收机的复杂度,并通过仿真结果验证了该算法的正确性与优越性。
　　2)对TH-PAM和TH-PPM UWB系统中的多用户检测机进行了研究,提出了一种将时间分集接收与并行干扰消除相结合的两级多用户检测机,有效抑制了多址干扰,大大提高了系统性能,且易于实现,同样通过仿真验证了所提方案的优越性。

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第一章 绪论

§1.1 超宽带通信技术简介

§1.2 超宽带通信技术的特点

§1.3 超宽带技术的研究及应用现状

§1.4 本文研究意图

§1.5 论文结构和创新点

第二章 超宽带系统信号、多址调制和信道模型

§2.1 发送信号形式[2][10]

§2.2 多址调制技术

§2.3 信道模型

§2.4 本章小结

第三章 超宽带通信系统中的几种接收机

§3.1 Rake接收机

§3.2 自相关接收机

§3.3 判决反馈自相关(DFA)接收机

§3.4 本章小结

第四章 一种低复杂度的UWB信号同步捕获方法的研究

§4.1 超宽带同步捕获技术概述

§4.2 超宽带的一些典型捕获算法简介

§4.3 一种基于ML准则的UWB信号的同步捕获方法

§4.4 本章小结

第五章 一种有效的多用户检测机的研究

§5.1 多用户检测技术概述

§5.2 一种时间分集接收与并行干扰消除结合的多用户检测机

§5.3 本章小结

第六章 总结与展望

致谢

附录Ⅰ 赫兹磁偶极子天线的微分特性

参考文献