本文關鍵詞：非相干超寬帶通信系統(tǒng)的關鍵技術研究

  更多相關文章： 超寬帶 非相干接收機 傳輸參考脈沖簇 信道編碼 閾值判決

【摘要】：非相干(Noncoherent,NC)超寬帶(Ultra-wideband,UWB)通信系統(tǒng)因其低復雜度、低功耗且不需要信道估計和精確同步而備受關注。目前用于非相干超寬帶通信系統(tǒng)的流行性檢測技術為能量檢測器(Energy Detector,ED)和自相關接收機(Autocorrelation Receiver,AcR)。其中,能量檢測器通常與脈沖位置調制(Pulse Position Modulation,PPM)結合使用,從而成為一類經典、實用的非相干超寬帶接收機。傳輸參考(Transmitted Reference,TR)信號結構與自相關接收機結合使用而成為IEEE 802.15.4a備選物理層非相干實現方案,但其面臨參考脈沖與數據脈沖之間延遲線過長難以實現的問題。傳輸參考脈沖簇(Transmitted Reference Pulse Cluster,TRPC)從時域上克服了TR系統(tǒng)延遲線過長的問題。為了進一步提高非相干超寬帶系統(tǒng)的性能,本文從信道編碼以及接收優(yōu)化方面進行了研究,主要包括以下內容:針對非相干超寬帶系統(tǒng)的信道編碼技術,采用低密度奇偶校驗碼(Low-density Parity-check,LDPC)進行編碼提高系統(tǒng)的誤碼性能。在置信概率傳播(Belief Propagation,BP)譯碼時為求得先驗概率需已知信道噪聲方差,由于非相干超寬帶系統(tǒng)不進行信道估計的特點,故采用訓練序列進行求解。根據不同訓練序列所對應的相對誤差,選擇合適的訓練序列長度。相比IEEE 802.15.4a為非相干系統(tǒng)指定的編碼方式以及其他文獻中提出的編碼方式,采用LDPC碼編碼的非相干系統(tǒng)具有更好的性能。本文分別在NC-PPM,TR以及TRPC進行仿真驗證,主要以TRPC為研究對象進行分析。在接收優(yōu)化方面,已經有文獻提出了改進的TRPC信號結構,即iTRPC(improved transmitted reference pulse cluster)。本文就是在iTRPC的基礎上,又進行了兩點改進。首先,考慮到多徑信道的能量分散特性,為了提高能量捕獲效率,對自相關積分區(qū)間重新確定。此外,由于iTRPC結構并不能完全消除IPI的影響,所以采用自適應判決閾值代替零判決閾值,提高判決的準確性。NC-PPM與TRPC具有類似的信號結構,故iTRPC的改進方法可以擴展到NC-PPM,即iNCPPM。同樣對能量積分區(qū)間重新確定也可以提高能量捕獲效率。通過以上方法的仿真結果與分析可知,經過改進后的系統(tǒng)具有更加明顯與穩(wěn)定的性能增益。
【關鍵詞】：超寬帶 非相干接收機 傳輸參考脈沖簇 信道編碼 閾值判決
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 研究背景及意義9-12
• 1.1.1 超寬帶技術的發(fā)展與概述9-10
• 1.1.2 超寬帶技術的特點與應用10-11
• 1.1.3 超寬帶通信的標準11-12
• 1.2 超寬帶系統(tǒng)的關鍵技術12-13
• 1.3 國內外研究與發(fā)展現狀13-16
• 1.3.1 超寬帶技術在國內外的研究現狀13-14
• 1.3.2 本文研究內容的發(fā)展現狀14-16
• 1.4 論文完成工作及章節(jié)內容16-18
• 第二章 非相干超寬帶系統(tǒng)18-29
• 2.1 UWB信號模型18-19
• 2.1.1 脈沖波形18
• 2.1.2 數據調制方式18-19
• 2.2 超寬帶信道模型19-23
• 2.2.1 路徑損耗模型20-21
• 2.2.2 多徑延時模型21-22
• 2.2.3 信道實現22-23
• 2.3 非相干超寬帶接收機模型23-27
• 2.3.1 能量檢測接收機及接收判決24-25
• 2.3.2 自相關接收機及接收判決25-27
• 2.4 本章小結27-29
• 第三章 非相干超寬帶系統(tǒng)的信道編碼技術29-45
• 3.1 已采用的編碼方式29
• 3.2 LDPC碼的應用29-35
• 3.2.1 LDPC碼概述29-31
• 3.2.2 LDPC碼的兩種設計方法31-33
• 3.2.3 譯碼算法33-35
• 3.3 LDPC碼在TRPC系統(tǒng)中的應用35-40
• 3.3.1 LDPC碼應用到TRPC系統(tǒng)需解決的問題35-37
• 3.3.2 LDPC碼在TRPC系統(tǒng)的仿真結果37-40
• 3.4 LDPC碼在其他非相干通信系統(tǒng)中的應用40-43
• 3.4.1 LDPC碼在TR系統(tǒng)中的應用40-41
• 3.4.2 LDPC碼在NC-PPM系統(tǒng)中的應用41-42
• 3.4.3 在非相干系統(tǒng)中的對比42-43
• 3.5 本章小結43-45
• 第四章 非相干超寬帶系統(tǒng)的接收優(yōu)化技術45-57
• 4.1 TRPC系統(tǒng)的改進結構iTRPC45-46
• 4.2 iTRPC積分區(qū)間的改進46-48
• 4.3 iTRPC判決閾值的改進48-52
• 4.3.1 對自適應判決閾值的簡單介紹48-51
• 4.3.2 iTRPC中采用自適應判決閾值51-52
• 4.4 仿真結果與分析52-55
• 4.5 在NC-PPM系統(tǒng)中改進55-56
• 4.6 本章小結56-57
• 總結與展望57-59
• 參考文獻59-64
• 攻讀學位期間取得的研究成果64-65
• 致謝65

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