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论文对超宽带(Ultra-Wideband,UWB)无线通信系统的发射波形以及其信道模型进行了理论研究,提出了一种新的符合FCC频谱规定的UWB信号波形,并在此基础上进一步研究了存在多种干扰时DS-BPSKUWB通信系统的系统性能。随后利用Matlab对系统性能进行仿真计算,并给出了仿真结果。最后分析比较了扩频码序列的相关特性对整个UWB通信系统抑制干扰的影响。
论文首先讲述了本文研究的课题背景,介绍了超宽带无线通信技术的定义及其主要特点,介绍了超宽带技术的发展过程、国内外的科研概括、商业化情况以及目前在物理层标准制定方面的现状。
其次研究了UWB通信系统的发射波形。在分析了理想随机的双极性数字调制UWB脉冲信号的功率谱密度的基础上,创新性地提出了一种新的符合FCC频谱规定的UWB信号波形。因求导运算可以等效为对传统的高斯脉冲进行载波调制,且考虑到使实际可用带宽最大的原则,故选择使用高斯脉冲的五阶导数作为室内通信的UWB波形。此外,还进一步研究比较了TH-PPM和DS-BPSK这两种传统扩频调制方式下UWB信号的功率谱密度,讨论了不同调制方式和多种不同的扩频码对信号功率谱密度的影响。
接着论文讨论了IEEE802.15.3aTaskGroup研究组最终确定采纳的由Intel提出的UWB信道模型。在其路径损耗模型的基础上分析了系统数据传输速率与通信距离之间的关系;另一方面,利用MATLAB实现了其多径信道的仿真,并在此多径信道模型的基础上分析比较了不同调制方式(BPSK、BinaryOrthogonalSignals和二进制DPSK)的情况下RAKE接收机的性能。
最后论文结合UWB特有的多径信道特性,分析研究DS-BPSKUWB通信系统的系统性能。基于能真实反映UWB实际工作环境信道响应的UWB多径信道模型,深入研究了存在多用户干扰MUI、窄带干扰NBI、由多径引起的符号间干扰ISI以及加性高斯白噪声AWGN的情况下,DS-BPSKUWB通信系统的系统性能,用Matlab软件进行仿真,并进一步联系扩频码的自相关特性以及互相关特性,分析多种扩频码序列及不同码长对整个DS-BPSKUWB系统性能的影响。