基于随机点过程的IEEE802.15.3a超宽带信道模型研究

基于随机点过程理论分析了IEEE802.15.3a超宽带信道模型,提出了信道模型的数学模型来解决其易于计算机仿真而难于理论分析的问题。得到的数学模型分成四个统计独立的部分,包括一个确定值、两个有限二维泊松过程以及一个有限二维泊松簇生过程。利用该数学模型求出了IEEE802.15.3a信道模型在一定时间窗内到达的平均多径数、平均多径数密度分布以及功率延迟分布,得到了闭合的表达式。表达式的计算结果和计算机仿真结果相吻合,从而验证了该数学模型的有效性。

基于解相关算法的直扩超宽带系统路径间干扰抑制

通过研究存在路径间干扰(IPI)时直扩超宽带(DS-UWB)系统的信号模型,提出了在一定条件下DS-UWB部分合并RAKE接收机(PRAKE)与异步CDMA系统有着相似的信号模型。基于这一相似性,将用于多用户检测的解相关算法用于PRAKE中以抑制IPI。使用滑窗法实现了解相关器并进行了计算机仿真,仿真结果表明该方法能显著改善PRAKE接收机在CM1信道中的性能,在衰落更为严重的CM3信道中系统性能也有少许改善。

有限长宽角双锥天线的超宽带特性研究

模式匹配法利用有限长双锥天线的轴对称性求解天线电磁场边值问题,通常导致求解无限多个线性方程而得不到严格解。文中在讨论天线为宽角双锥天线的情况下,用TEM模近似天线区域中的所有模得出了天线输入阻抗的近似表达式,从而计算出双锥天线的宽带特性。利用基于有限积分法的电磁场仿真技术对平衡馈电的有限长宽角双锥天线作了计算,得到了天线在很宽频带内输入阻抗、远区辐射场与频率的关系曲线。结果表明近似表达式的计算结果与仿真结果相吻合,因此对于宽锥角天线这种使用TEM模的近似是可行的。

一种基于特殊训练序列的TH-UWB信号同步捕获算法

超宽带信号的快速同步捕获是实现UWB系统的一个重大挑战。提出了一种基于特殊训练序列的同步捕获算法,它只需对接收信号进行符号速率的积分清洗运算,然后根据信号的依次截取实现同步参数的搜索估计。该算法有效地提高了密集多径信道下极窄脉冲能量捕获,并且降低了运算复杂度和同步捕获时间。通过计算机仿真评估了在密集多径信道下,训练序列长度对捕获精度和系统误码性能的影响,以及捕获性能、系统误码性能与信噪比的变化关系。仿真实验表明,在训练序列长度为16、32时误码性能曲线和理想同步情况下已十分接近。这说明与传统的数据辅助算法相比,该算法只需要较短的训练序列就可以实现较理想的系统性能,从而提高了系统的带宽利用率。

基于CPLD的PPM调制与解调系统设计

介绍了使用VHDL语言在CPLD上实现PPM调制器与解调器,为实现其与计算机串口的通信,还在同一片芯片上实现了串口接口电路,同时通过VC编制的通信程序验证了系统的正确性。

线性相位余弦调制滤波器组研究

图像子带编码要求滤波器组具有线性相位特性,非线性相位特性可对图像编译码带来影响。现研究了一种具有线性相位的最大抽取FIR余弦调制滤波器组,该滤波器组中每一个滤波器都具有线性相位,且由原型滤波器经余弦序列调制得到。经推导这种滤波器组可以设计成具有近似准确重构(NPR)特性或准确重构(PR)特性,文中分别给出了两种情况下滤波器组应满足的条件。通过对一幅图像的二维可分离滤波实验说明了当原型滤波器满足一定条件时滤波器组是准确重构的。

抑制DS-UWB多径干扰的RAKE-MLSE接收机

为达到高数据速率,直接序列超宽带(DS-UWB)系统通常使用低扩频增益,在密集多径信道中这可能会增强多径干扰(MPI)从而降低系统的性能。文中将最大序列似然估计(MLSE)引入DS-UWB接收机结构中来抑制MPI。推导了DS-UWB信号的MLSE公式,作为MLSE算法的近似提出采用RAKE-MLSE接收机结构来降低计算复杂度。使用Viterbi算法实现了该接收机,并在IEEE802.15.3a建议的室内信道中对一个DS-UWB系统进行仿真。仿真结果表明该接收机较一般RAKE接收机性能有很大提高。

IEEE802.15.3a信道中DS-UWB的多径干扰分析

UWB主要应用于密集多径室内信道中,多径干扰(MPI)是系统的主要干扰来源之一。分析了IEEE802.15.3a信道中直接序列UWB(DS-UWB)多径干扰的性质。通过精确考虑每条多径带来的干扰,提出了多径干扰呈高斯分布的假设,并根据信道模型的特性给出了一种简单的估算多径干扰方差的方法。在此基础上计算了匹配滤波器接收机的错误概率并与计算机仿真值做了对比,结果表明二者较为吻合。

一种基于最小二乘估计的UWB同步捕获算法

在相关接收机的基础上提出了一种基于最小二乘估计的低复杂度PAM-TH-UWB信号同步捕获算法,并利用巴克码的局部自相关特性设计了一种简单的训练序列。该算法只需要对符号速率的采样结果作简单的相关运算就能实现同步参数的估计,与传统需要极高采样率(几GHz)的同步算法相比,它极大地降低了系统的复杂度和运算量,同时也提高了捕获速度。仿真结果表明,该算法在密集多径信道模型下能精确快速地实现同步捕获,使用较短的训练序列就可实现优良的捕获性能和系统误符号率。

PPM-UWB信号的GLRT同步捕获算法研究

提出了一种适合于PPM-UWB信号的基于广义似然比检测(GLRT)的同步捕获算法,首先采用了一种新颖的本地模板信号与接收信号进行滑动相关,得到符号速率的采样信号,然后通过精心设计训练序列的图案,利用GLRT实现信号时延估计.由于该算法采用了符号速率(几百兆赫兹)的采样信号,与传统的需要极高采样率(几吉赫兹)的同步算法相比,它极大地降低了系统的复杂度和运算量,同时也提高了捕获速度.通过在密集多径信道模型下,对PPM-UWB信号的同步捕获进行计算机仿真,仿真表明该算法能够快速有效地实现同步捕获.

直扩系统滑动相关捕获方法性能研究

研究了两种不同结构直扩系统滑动相关捕获方案的性能,一种是传统的单停顿串行滑动相关法,另一种是串并行结合的单停顿滑动相关捕获法。文中分别给出了两种方案的平均捕获时间、虚警概率、检测概率表达式以及部分仿真结果,并对两种方案的性能作了对比。

一种TH-UWB信号同步捕获算法研究

针对跳时超宽带(TH-UWB)系统,提出了一种基于特殊训练序列的同步捕获算法,该算法使用宽度为一个信息符号的滑动时间窗对接收信号依次截取,通过设计一种特殊的训练序列使得相邻两段截取信号的相关值仅与时间窗的滑动时延有关,然后利用这种滑动搜索来实现同步捕获参数的估计。这种算法能够有效地捕获密集多径信道下极窄脉冲的能量,并且降低了运算复杂度和同步捕获时间。结果表明,在训练序列长度为16、32时误码性能曲线和理想同步情况下十分接近。

基于线性多用户检测的DS-UWB接收机研究

研究了MMSE线性多用户检测接收机在单用户DS-UWB系统中的应用,推导了接收机的信号模型以及滤波器权向量的计算公式,分析了其性能.仿真实验表明,在IEEE 802.15.3 a信道中,线性多用户检测接收机比选择Rake接收机(S-Rake)具有更好的能量收集和多径干扰抑制能力.

密集多径信道中直接序列超宽带系统的性能分析

在密集多径信道中,通过研究直接序列超宽带(DS-UWB)的Rake接收机信号模型,分析了多径干扰给接收机性能带来的影响,提出了一种分析接收机性能的半解析方法。这种方法将高斯分布函数展开成级数形式,省略了对不同数据序列取平均的过程,从而显著降低了性能分析的计算量。仿真结果表明,该方法能有效分析密集多径信道中DS-UWB Rake接收机的性能,分析结果与仿真结果相吻合,并且比用高斯分布近似多径干扰的方法精确。