超寬帶系統(tǒng)中接收技術(shù)研究.pdf

1、超寬帶(UWB)作為一種新穎的短距離無線通信技術(shù)，它采用極窄脈沖(納秒量級)傳送信息，相應(yīng)地，其占有很寬的帶寬(吉赫茲量級)。UWB具有高速率、低功耗、低成本、精確定位等優(yōu)點，可作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)和無線個域網(wǎng)(WPAN)等網(wǎng)絡(luò)的物理層技術(shù)，有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，在室內(nèi)環(huán)境中，UWB無線信道具有密集多徑的特點，由此引起的碼間干擾(ISI)會嚴(yán)重地影響系統(tǒng)性能。此外，隨著系統(tǒng)用戶數(shù)的增加，多用戶干擾(MUI)也成為影響UWB系

2、統(tǒng)性能的重要因素。因此，設(shè)計適合于實際應(yīng)用的高性能、低復(fù)雜度的接收機是UWB的重要研究方向之一。
　　傳統(tǒng)的Rake接收機，具有結(jié)構(gòu)較簡單，能有效合并多徑分量的優(yōu)點。但UWB室內(nèi)信道的多徑數(shù)多達(dá)幾十乃至上百條，隨著Rake接收機支路(finger)數(shù)的增加，其實現(xiàn)復(fù)雜度將難以接受，且Rake接收機在多用戶情況下性能受限。為了有效抑制MUI，多用戶檢測技術(shù)(MUD)技術(shù)被應(yīng)用于UWB系統(tǒng)中，考慮到無線信道的時變特性及實現(xiàn)復(fù)雜度等因素

3、，一些盲自適應(yīng)MUD方案更被關(guān)注。本文主要針對超寬帶系統(tǒng)在多徑、多用戶環(huán)境下的接收檢測技術(shù)進(jìn)行了研究，主要的研究內(nèi)容和創(chuàng)新性成果如下：
　　1.提出了一種適用于TH-UWB系統(tǒng)的盲Rake接收機方案。該接收機首先利用跳時(TH)碼的良好相關(guān)性設(shè)計濾波器，消除部分MUI和ISI；再對濾波器的輸出數(shù)據(jù)采用緊縮近似投影子空間跟蹤(PASTd)方法進(jìn)行信道估計并實現(xiàn)最大比合并，進(jìn)一步提高輸出信干噪比(SINR)。該接收機克服了傳統(tǒng)Rake

4、接收機不能消除MUI的缺陷，仿真結(jié)果證實，該接收機的誤碼性能優(yōu)于傳統(tǒng)的相關(guān)接收機和Rake接收機，且其所需先驗知識較少、計算復(fù)雜度較低。
　　2.將線性預(yù)測方法應(yīng)用于DS-UWB系統(tǒng)中實現(xiàn)盲多用戶檢測。該算法首先通過對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行線性變換和線性預(yù)測來抑制MUI，再對線性預(yù)測誤差采用子空間跟蹤算法進(jìn)行信道估計，消除ISI。仿真結(jié)果表明，在超寬帶信道模型下，與傳統(tǒng)的接收機相比較，其具有較低的誤碼率和較好的抗遠(yuǎn)近效應(yīng)能力。
　　3

5、.設(shè)計了一種盲自適應(yīng)多用戶檢測方案，用來解決高速TH-UWB系統(tǒng)中的MUI和ISI問題，該方案首先采用約束遞歸最小二乘恒模算法(RLS-CMA)消除MUI和ISI；接著在信道估計的基礎(chǔ)上采用最大比合并進(jìn)一步提高系統(tǒng)性能。仿真結(jié)果表明，提出的接收機在UWB四種類型信道下能快速收斂，且誤碼性能較好。
　　4.提出了一種降秩盲自適應(yīng)接收方案，該方案首先將最小輸出能量(MOE)算法和多級維納濾波(MSWF)方法相結(jié)合，實現(xiàn)盲自適應(yīng)解相關(guān)，