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1、1中文 摘要 .3英文摘要 .4第一章 绪论 .61.1 UWB无线通信 .61.1.1 超宽带技术简介 .61.1.2 UWB无线通信的发展 .71.1.3 UWB无线通信的特点 .81.1.4 UWB无线通信的研究现状 .111.2 本论文研究的主要内容 .12第二章 IR-UWB 信号调制技术 .132.1 基本 PPM-TH调制技术 .132.2 基本 PAM-TH调制技术 .162.3 本章小结 .19第三章 UWB 的信道模型 .203.1 无线衰落信道的传播特性 .203.1.1 无线信道的大尺度衰落 .203.1.2 阴影衰落 .213.1.3无线信道的多径衰落 .213.1.
2、4无线信道的时变性 .233.2 常用的 UWB信道模型 .243.3 UWB无线信道特性 .243.4 UWB无线信道模型 .253.4.1 无多径 AWGN信道 .253. 4. 2 IEEE802.15.3a信道模型 .2823.5 本章小结 .29第四章 超宽带接收机的基本原理及关键技术 .304.1 分集技术简介 .304.1.1 基本概念 .304.1.2 空间分集 .314.1.3 频率分集 .324.1.4 时间分集 .324.1.5 隐分集与 Rake 接收技术 .334.3 Rake接收机的基本原理 .344.4 本文采用的 Rake 接收机方案设计 .354.5 仿真结果
3、 .40第五章 结论 .47谢 辞 .48参考文献 .493摘要 :超宽带(Ultra-Wideband, UWB)无线通信的独特优势吸引了来自无线网络、雷达、成像和定位系统等领域的关注,目前国内一些研究单位和大学亦开始对 UWB 通信进行研究。本论文主要研究脉冲无线电(Impulse Radio, IR) UWB 无线通信系统中的 Rake 接收技术。本论文首先从 IR-UWB信号调制技术入手研究了两种基本的调制技术:PPM-TH 调制和 PAM-TH调制,然后分析 UWB的信道模型,着重研究本论文主要用到的 IEEE802.15.3a信道模型,并且完成对信道的建模,最后重点研究 Rake接
4、收方案。在接受端,参考信号主要受两类加性噪声分量的污染,第一类是接收机天线和接收机电路产生的热噪声。第二类是由于系统中存在多个用户而产生的多用户干扰(MUI) 。因此,接收机的设计问题最终归结于找到一种好的、尽可能是最佳的方式从接受信号中提取有用信号。为了有效接收信号,必须采用多径分集技术来提高接收信噪比。通过对基于多经信道下的五个 Rake 接收机的仿真和性能比较,最后得出选择性 Rake 接收机可以获得很好的结果。关键词: 超宽带 Rake 接收机 多径 分集4Abstract:Ultra broadband (Ultra-Wideband, UWB) wireless communica
5、tions from the unique advantage to attract wireless networks, radar, imaging and positioning systems, and other areas of concern that the current number of research units and universities have begun to UWB communications research. The major research papers pulsating radio (Impulse Radio, IR) wireles
6、s systems, UWB Rake reception technology. The papers from the first study IR-UWB signal modulation technology with the top two basic technologies, thus UWB access models, and used to draw the main thesis of IEEE802.15.3a access models. Completion of the corridors modelling, we turned to study Rake r
7、eception programme. We know that in the receiving end of the spectrum, plus two of the main reference signal noise pollution weight, the first category is receiver antenna and receiver circuit heat generated noise. The second category is due to a number of users in the system arising from the existe
8、nce of multi-user interference (MUI). Therefore, receiver design problems can be stated as follows : find a good, as is the best way to extract useful signals from the receiving signals. To be effective signal reception, multi-track sub-sets must use technology to improve reception Signal-to-Noise.
9、Finally we need to draw the Rake receiver design. 5Keywords:Ultra-Wideband Rake reception the existence of multi-path6第一章 绪论自二十世纪九十年代以来,移动通信和计算机互联网得到了巨大的发展。无线网络作为移动通信技术和计算机互联网结合的产物,将成为人们实现随时随地自由传递信息的主要手段和信息社会赖以生存的必要条件之一。无线网络的发展经历了两条不同的道路,一条是移动通信系统在无线接入的基础上采用互联网协议而发展成无线网络的道路,如采用全 IP为目标的第三代移动通信广域网;另一条
10、是互联网在 IP的基础上采用无线接入技术而发展为无线网络的道路,如以 IEEE 802.11a/b/g等标准为代表的无线局域网。在发展过程中,移动通信从提供单纯的语音业务逐渐过度到数据业务和多媒体业务,而互联网也从单纯的数据业务逐渐发展到提供语音和多媒体业务。因此,无线网络可以认为是综合了移动通信无线接入和互联网网络协议两方面优势的传输多媒体业务的信息传输网络。相对于有限网络,无线网络最大的优点是可移动性,而付出的代价则是需要面对恶劣的无线信道环境和有限的频谱资源,因此,也面对更多、更大的挑战。在恶劣的无线通信环境中,随着人们对信息传输容量和质量需求的日益增长,如何利用有限的频谱资源传递更多的信息,即无线网络的频谱效率成为无线网络设计的核心问题之一。1.1 UWB 无线通信1.1.1 超宽带技术简介传统超宽带(UWB)通信是一种无载波通信技术,又叫冲激无线电,它利用皮秒至纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽,这与此前的无线通信截然不同。一般认为10dB 相对带宽超过 25,或10dB 7绝对带宽超过 1.5G