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超宽带通信技术是一种新兴的短距离无线通信技术,它利用纳秒至皮秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,具有传输速率高,功耗低,安全性好,抗多径能力强以及成本低廉等许多优点,特别是它不需要占用额外的频谱,可与现有的无线通信系统在同一频带内共存这一特点,使它在频谱资源日益紧张的今天受到了广泛的注意。目前,超宽带通信技术已成为无线通信技术研究的热点之一。
在宽带无线通信中,多径信道传播会使接收的信号产生频率选择性衰落,从而影响信号检测。Rake接收技术和天线分集是宽带无线系统中广泛使用的抗多径衰落技术。它利用相同接收天线不同传播路径衰落的独立性,以及不同接收天线在足够空间距离时接收信号显示的衰落独立性,在分集合并后补偿衰落信道的损耗,增加信道的可靠性,提高系统性能并且不需要增加发射机功率。而均衡技术可以抑制符号间干扰(ISI)。
本文基于IEEE 802.15.3a信道模型,针对采用TH调制的二进制PPM超宽带系统,在密集多径信道环境中,从理论与仿真两个方面对采用RAKE接收机的单用户系统和多用户系统的性能分别进行了分析;提出了一种基于天线分集的UWB时域均衡Rake接收机,利用天线分集和Rake处理提高UWB接收机抗多径衰落的能力,并进一步设计了一个时域均衡器来消除接收信号的ISI。最后在IEEE 802.15.3a的信道模型下,针对DS-UWB系统,用MTALAB语言对提出的接收机进行了性能仿真与分析。
主要工作包括:
(1)针对2PPM-TH-UWB系统,基于IEEE 802.15.3a信道模型,对单用户和多用户的超宽带通信系统Rake接收机性能进行了分析和仿真。
(2)为改善传统Rake接收机性能,提出一种基于天线分集的UWB时域均衡Rake接收机。这种接收机能分别抑制多径衰落和符号间干扰(ISI)。理论分析和仿真结果表明这种接收机的性能优于传统的Rake接收机。