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超宽带无线通信系统抗多径干扰技术的研究

作　者: 董俊花
导　师: 李一兵
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 超宽带多径干扰 DFE/RAKE接收机 MKFA-RAKE接收机
分类号: TN925
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 65次
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内容摘要

近年来,脉冲超宽带(IR-UWB)由于具有传输速率高、系统容量大、抗多径能力强等优点,受到了各研究机构和标准化组织的广泛关注。但是由密集多径信道产生的信号能量扩展造成的多径干扰,使信号产生严重的失真和波形展宽并导致信息波形重叠,将会引起躁声增强和误码率上升,制约了超宽带无线通信系统的性能。本文从多径干扰给超宽带无线通信系统带来的影响出发,在研究IEEE802.15.3a推荐的修正S-V信道模型的基础上,就直扩超宽带(DS-UWB)系统的多径干扰问题进行了深入全面的研究。首先,从时域均衡角度研究了抗多径干扰技术,提出了一种基于自适应步长LMS算法的DFE/RAKE接收机。该接收机的结构不依赖于传统RAKE接收机增加分支数目的方法来提高系统性能,而是利用均衡技术,在消除ISI的同时也降低了RAKE接收机的分支数目,从而降低了系统复杂度。仿真结果表明该算法能有效抑制多径干扰,改善误码率性能,降低系统复杂度。然后,从改进RAKE接收机算法和降低复杂度的角度研究了抗多径干扰技术。通过研究存在多径干扰时的直扩超宽带系统的信号模型,提出了一种基于改进Kalman滤波算法的RAKE(MKFA-RAKE)接收机。该算法在考虑系统参数时变的情况下,首先利用Kalman滤波算法对各路径信号去相关,然后对各路径信号进行最大比合并。理论推导和仿真结果表明,该接收机有更好的输出信干比和误码率性能,且算法收敛速度快,复杂度低,有较强的抗多径干扰能力。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-18
  1.1 课题的研究背景和意义  10-14
    1.1.1 超宽带的定义  10-11
    1.1.2 超宽带的主要特点及应用前景  11-14
  1.2 超宽带技术国内外研究现状  14-16
  1.3 论文主要内容和结构安排  16-18
第2章 UWB系统的抗多径干扰技术  18-44
  2.1 引言  18
  2.2 多径干扰的形成原因及影响  18-19
  2.3 UWB系统中的主要抗多径干扰技术  19-42
    2.3.1 UWB系统内在的抗多径干扰能力  19-20
    2.3.2 扩频通信  20-29
    2.3.3 均衡技术  29-38
    2.3.4 RAKE接收技术  38-42
  2.4 本章小结  42-44
第3章基于自适应步长的LMS算法的接收机  44-54
  3.1 引言  44
  3.2 系统信号和信道模型  44-48
    3.2.1 信号模型  44-46
    3.2.2 信道模型  46-48
  3.3 基于自适应步长的LMS算法的DFE/RAKE接收机  48-53
    3.3.1 固定步长LMS算法  49-50
    3.3.2 改进算法描述  50-51
    3.3.3 仿真结果及分析  51-53
  3.4 本章小结  53-54
第4章基于改进Kalman滤波算法的RAKE接收机  54-65
  4.1 引言  54
  4.2 Kalman滤波算法  54-59
    4.2.1 Kalman滤波算法的特点  55-56
    4.2.2 Kalman滤波算法的基本原理  56-59
  4.3 基于改进Kalman滤波算法的RAKE接收机的实现  59-64
    4.3.1 信号模型  59-60
    4.3.2 基于MKFA的RAKE接收机的实现  60-62
    4.3.3 系统仿真及性能分析  62-64
  4.4 本章小结  64-65
结论  65-67
参考文献  67-73
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  73-74
致谢  74

超宽带无线通信系统抗多径干扰技术的研究

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