UWB脉冲成形及抗干扰技术研究

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将通信信息用纳秒级窄脉冲进行调制,可以形成传输信号。本文首先介绍了脉冲幅度调制(PAM)和脉冲位置调制(PPM)两种调制技术,并结合直序和跳时两种扩频技术对其系统误码率性能进行仿真分析。在此基础上,本文通过对信号同时进行PAM与PPM调制,使得信号的一个码元同时带有PAM与PPM两种调制信号的特征,理论上提高了整个系统的传输速率,并降低了系统的复杂度。仿真结果表明,在信噪比相同条件下,该调制系统的误码率性能要优于传统的调制方式,且随着信噪比的增加,系统的误码率始终比PPM的低约50%,这将有助于UWB系统内抗干扰问题的研究。采用何种窄脉冲是形成超宽带信号的关键问题之一,故本文分别对扁长椭球波函数(PSWF)、Parks-McClellan及高斯函数的UWB脉冲成形算法进行了研究,并对它们的性能进行仿真验证和分析,这些波形的频谱虽然能满足美国联邦通信委员会(FCC)的标准,但对FCC所容许功率的频谱利用率较低。针对这个问题,本文给出了一种基于高斯函数改进的UWB脉冲成形方法。将全频段分成不同的分频带,通过在每个频带内对FCC标准进行逼近,最后对各个分频带内的理想波形进行优化组合,实现全频段的UWB脉冲成形。仿真结果表明,该方法设计出的UWB波形的频谱在整个频率范围内满足FCC要求的同时,还能有效的利用FCC所容许的功率,频谱的利用率提高了约4%。在上述基础上,本文对UWB系统自身以及与其它通信系统间的干扰问题进行研究,其中重点研究了UWB系统对一些固定业务频段通信系统的干扰问题,本文给出了两种抑制干扰的措施。实验结果表明,基于PSWF算法的干扰抑制,在UWB波形设计过程中,只需确定好各个频段的中心频点即可,容易实现,但在分段数较多时,对干扰的抑制效果欠佳,对FCC的频谱利用率较低;而基于Parks-McClellan算法的干扰抑制,能较好的抑制其它通信系统的干扰,还可以通过陷波技术,在抑制干扰的同时,保证对FCC的频谱利用率,但这种方法在实现过程中,参数比较难定,不易操作。
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