非視距超寬帶傳播特性的研究.pdf

1、超寬帶(UWB,Ultra-wide band)脈沖無線傳輸技術(shù)是國際上近年來蓬勃興起的一種無線通信的革命性傳輸技術(shù)。它可以用極低的功率發(fā)送信息,從而共享現(xiàn)有的頻譜而不是尋求新的頻段,可緩解日益緊張的頻帶資源需求。為保證如此低功率的信號在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境傳輸?shù)挠行院涂煽啃?要求我們必須準(zhǔn)確掌握其信號傳播特性。
　　當(dāng)前IEEE超寬帶標(biāo)準(zhǔn)中雖然給出了時域統(tǒng)計信道模型,但信道的頻域特性并沒有得到清晰的反映,而頻域特性對于UWB信道容量

2、、測距精度等都有關(guān)鍵的影響。本文正是在此認(rèn)識上,針對現(xiàn)有實測數(shù)據(jù)的后期處理方法的不足,改進(jìn)了時域去卷積單模板Clean算法,并利用其對南加州大學(xué)地下實驗室的UWB時域?qū)崪y數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,再將處理得到的信道沖激響應(yīng)進(jìn)行頻譜分析,獲得了較長距離NLOS傳播環(huán)境中頻域帶寬的變化規(guī)律。主要研究內(nèi)容可概括為以下幾個方面:
　　第一,分析了無線信道對傳輸信號的影響;重點(diǎn)研究了IEEE802.15.4a標(biāo)準(zhǔn)下的信道模型,包括路徑損耗模型、多徑延遲

3、模型和小尺度衰落模型,并對其中幾種典型環(huán)境的信道沖激響應(yīng)進(jìn)行了分析。
　　第二,對信道測量系統(tǒng)和后期數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行了研究。針對信道的測量,分析和比較了時域和頻域兩種測量方法,相應(yīng)地搭建了基于時域方法的實際測量系統(tǒng),對實驗室走廊的視距和非視距環(huán)境進(jìn)行了基于超寬帶通信的信道測量。針對現(xiàn)有實測數(shù)據(jù)的后期處理方法的不足,改進(jìn)了時域去卷積單模板Clean算法,降低了與算法相關(guān)的模板信號獲取的難度,簡化了信道沖激響應(yīng)的提取過程。通過利用改進(jìn)

4、的算法對南加州大學(xué)地下實驗室的UWB時域?qū)崪y數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,準(zhǔn)確地提取出信道沖激響應(yīng),在驗證算法可靠性的同時,也為后續(xù)章節(jié)信號傳播特性的分析提供了可靠的實測信道沖激響應(yīng)數(shù)據(jù)。
　　第三,基于實測數(shù)據(jù)對信號的傳播特性進(jìn)行了分析。利用經(jīng)典功率譜的直接估計法對經(jīng)過實測信道的信號進(jìn)行了功率譜估計和分析,并對其頻譜帶寬進(jìn)行了計算。研究表明,在室內(nèi)NLOS環(huán)境中UWB信道的高頻統(tǒng)計衰減特性尤為明顯,此分析方法和結(jié)論,對于不同NLOS環(huán)境中UWB