直接序列扩频超宽带抗干扰技术研究

摘要

超宽带技术最早是应用在军事领域的一项高速宽带无线通信技术，早期称之为冲击无线电。随着美国联邦通信委员会（FCC）开放其民用，超宽带信号及具体应用便成为短距离无线通信研究热点。当前超宽带信号可以分为多带OFDM超宽带（MB-OFDMUWB）及直接序列扩频超宽带（DS-UWB）两种形式；前者本质上与OFDM相同，由于技术相当成熟在两者竞争中占得先机；DS-UWB具有无载波、功耗小、设备简单、成本低廉等前者不具备的商用优势，发展潜力巨大。 目前两种UWB都面临着与现有窄带无线通信系统之间的共存问题，并且相比较MB-OFDMUWB而言，DS-UWB干扰问题更为严重，主要表现在干扰成因复杂，解决方案有限两方面。本文以DS-UWB为背景，详细分析了DS-UWB的干扰成因及频域抗干扰解决方案，重点研究了时域上抗干扰技术，即基于认知无线电的超宽带干扰检测避免（Detect And Avoid，DAA）技术。 在干扰检测技术的研究中，本文系统地阐述了基于能量检测和基于循环谱相关（SCF）的频谱感知方案并仿真，提出了基于自相关函数的改进方案，此方案主要优势是在时域上处理，复杂度比SCF要低，准确性比基于能量检测要高。 在DAA研究中，本文重点分析基于功率自适应模式下的DAA，并在原方案的基础上提出了改进的DAA方案，改进DAA方案以避免干扰为首要考虑因素，设置专门的流程避免误检测，改进DAA方案以牺牲传输效率为代价实现了避免干扰效果最优化，最后通过仿真对比研究了原有DAA方案及本文提出的DAA改进方案，得出了定量分析结果。

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致谢

序

1 引言

1.1 超宽带简介

1.2 超宽带干扰问题概述及研究现状

1.3 论文研究内容及章节安排

1.4 小结

2 直扩超宽带干扰分析及频域抗干扰技术

2.1 直扩超宽带信号

2.1.1 高斯脉冲波形

2.1.2 DS—UWB原理

2.2 基于功率谱的干扰分析

2.2.1 DS—UWB功率谱

2.2.2 干扰分析

2.3 基于功率谱的抗干扰技术

2.3.1 脉冲成形技术

2.3.2 平滑功率谱技术

2.4 小结

3 认知超宽带干扰检测避免技术研究及改进

3.1 认知超宽带

3.1.1 认知无线电概述

3.1.2 认知无线电与超宽带

3.1.3 认知超宽带原理

3.1.4 认知超宽带模型

3.1.5 认知直扩超宽带

3.2 认知超宽带干扰检测技术研究及改进

3.2.1 频谱感知基本原理

3.2.2 能量检测

3.2.3 循环谱相关检测

3.2.4 一种改进的频谱感知方案设计

3.3 认知超宽带干扰避免技术研究

3.3.1 基于功率自适应DAA分析

3.3.2 UWB与FDD受扰系统间干扰避免方案

3.3.3 UWB与TDD受扰系统间干扰避免方案

3.3.4 基于脉冲成形自适应DAA研究

3.4 小结

4 一种改进的基于功率自适应DAA设计

4.1 基于功率自适应的DAA技术时序研究

4.1.1 DAA定性分析

4.1.2 DAA定量分析

4.2 一种改进的基于功率自适应DAA研究

4.2.1 改进DAA设计

4.2.2 改进DAA方案分析

4.3 DAA对比仿真研究

4.3.1 Ns对DAA的影响研究

4.3.2 NL对DAA的影响研究及对比仿真

4.4 小结

5 结论

参考文献

作者简历