基于多频带PSWF脉冲组的多进制PPM-UWB系统研究

从PSWF脉冲的高能量聚集性和频谱灵活可控性入手,提出了一种满足FCC掩膜要求且具有高频谱利用率的多频带正交PSWF脉冲组设计方法,并将其应用于多用户、多进制的PPM-UWB系统中。理论计算了该系统的符号差错率公式,与使用单一PSWF脉冲UWB系统进行了性能比较。仿真结果表明,基于多频带正交PSWF脉冲组的UWB系统能够有效克服多用户干扰,从而使系统的误码性能得到显著提高。     

一种高频谱利用率的PSWF脉冲组设计

脉冲超宽带(Impulse Radio Ultra-wideband,IR-UWB)技术主要使用脉冲传输信息,脉冲波形的选择影响着整个系统的性能。椭圆球面波函数(Prolate Spheroidal Wave Function,PSWF)脉冲具有频谱灵活可控的特点,在超宽带(Ultra-wideband,UWB)系统中得到了广泛应用。介绍了PSWF的定义和求解算法,针对目前存在的PSWF脉冲组频谱利用率较低的问题,提出了一种高频谱利用率的多频带正交PSWF脉冲组设计方法。仿真结果表明,该方法在满足FCC频谱掩膜条件的同时,有效地提高了PSWF脉冲组的频谱利用率,从而增加了接收端的信噪比。     

跳时超宽带无线电的性能分析

超宽带脉冲无线电是无线通信领域的一种全新技术,有着广阔的应用前景.它是一种基带无载波短脉冲,不同于使用正弦载波的传统通信系统.本文用满足FCC频谱规划的脉冲--高斯脉冲的五阶导数推导了TH-BPSK方式下的跳时超宽带扩频系统的误码与多址性能,并研究了多径对其性能的影响,比较了TH-BPSK 与TH-PPM系统性能,分析结果表明TH-BPSK的性能(未考虑多径)明显优于TH-PPM,但是TH-PPM抗多径性能优于TH-BPSK.     

基于PSWF脉冲的UWB系统信道容量计算

在多用户和高斯信道的情况下,对采用多进制PPM调制的TH-UWB系统信道容量进行了分析和研究,并在满足FCC频率掩膜要求的基础上,计算了使用PSWF脉冲时的UWB信道容量,并与五阶和七阶高斯脉冲进行了比较.仿真结果表明,相同条件下采用PSWF脉冲的UWB系统具有更高的信道容量.该结论给出了一种从信道容量的角度选择脉冲的新方法,对于提高UWB系统的有效性具有一定的指导意义.     

基于近似扁长椭球波函数的超宽带脉冲设计

频谱共存及兼容是超宽带(UWB)无线通信系统必须考虑的重要问题。为了避免超宽带系统对现有窄带无线系统的干扰,一个有效的方法是设计合适的脉冲波形。在建立超宽带脉冲设计算法的基础上,分析了扁长椭球波函数(PSWF)的近似解,提出了用近似扁长椭球波函数(APSWF)进行脉冲波形设计的方法。近似扁长椭球波函数具有简单明确的数学表达式,仿真表明用其设计的脉冲功率谱符合FCC频率掩模的约束要求。当频率掩模发生变化时,可方便地调整参数以产生新的脉冲。     

满足FCC辐射掩模的UWB信号设计算法及性能分析

脉冲波形设计是超宽带无线通信技术研究中的重要内容。以满足联邦通信委员会(FCC)辐射掩模为前提,采用两次迭代的算法逐步对脉冲波形参数进行优化,设计了一种低复杂度、能够最大限度提高UWB系统的辐射功率的UWB信号。同时,研究了经过加性高斯白噪声(AWGN)信道,在跳时扩频脉位调制(TH-PPM)UWB系统中使用该窄脉冲的系统性能。仿真结果表明,该UWB通信系统比通常使用Manchester窄脉冲或Scholtz窄脉冲的UWB系统误码性能更优。这对于UWB系统的实际运用有很好的指导意义。     

UWB的调制技术及其应用前景

UWB(超宽带)技术是继CDMA技术之后迅速发展的一种宽带传输技术,将经过信息调制的基带脉冲进行直接发送,脉冲宽度一般为ns级,因此它的信号能量分布在从DC到几GHz范围。它相对常规窄带传输方式而言有低功率谱、低截获、抗干扰能力强、可高速数据传输、多径分辨能力强和共享频谱等优点。主要介绍了UWB的几种调制技术,包括:TH-PPM、DS-UWB、TH-PAM和TH-OOK。分别阐述了它们的信号调制与解调,并分析比较了它们的性能,得出TH-PPM功率效率最高,是一种最优方案,最后以一种简明方式分析了UWB的应用和未来发展前景。     

脉冲波形对超宽带通信系统性能的影响

超宽带（UWB）技术的特点是传输持续时间极窄的脉冲，纳秒级窄脉冲（称为monocycle）的选择将直接影响到UWB通信系统的性能。本文研究了一种新的基于小波函数的超宽带窄脉冲，并比较其和传统的超宽带窄脉冲在AWGN信道中采用直接序列扩频（DS）的UWB系统性能。仿真结果表明了基于小波函数脉冲波形的UWB系统性能优于基于传统超宽带窄脉冲的UWB系统。     

基于正交PSWF的DS-BPSK多址调制方法

针对现有的多址超宽带系统中多用户干扰严重的问题,提出了一种使用正交椭圆球面波函数(PSWF)脉冲的直扩二进制移相键控(DS-BPSK)多址调制方法。该方法中每个用户使用的脉冲是相互正交的,当系统同步良好时,接收机可以完全消除多用户干扰,从而显著提高系统的误码率(BER)性能。同时,PSWF脉冲具有频谱灵活可控性,可使该系统满足美国联邦通讯委员会(FCC)频谱掩膜条件。仿真结果表明,与使用单一脉冲的DS-BPSK多址调制相比,该方法能有效降低系统BER,提高了系统的抗干扰能力。     

基于Coiflets正交小波的超宽带脉冲波形设计

脉冲波形设计是超宽带(UWB)系统的关键技术。基于Coiflets正交小波提出一种产生UWB信号正交成形脉冲的新方法。仿真结果表明,基于Coiflets正交小波产生的新UWB脉冲的功率谱密度比高斯导函数脉冲能更好地满足FCC的频谱模板要求,有较高的频谱利用率。利用正交小波的正交性,设计的UWB脉冲波形可用于多用户通信。利用小波基函数产生的一系列脉冲进行组合叠加,可以达到更高的频谱利用率。     

基于Hermite函数设计UWB脉冲的算法

由于UWB信号占据的带宽极宽,不可避免地重叠在现有窄带无线通信系统的频段上。为了不干扰其他窄带通信系统,UWB脉冲不仅应具有平坦的频谱且无直流分量,而且其频谱形状也必须满足相应的频谱规划,因此设计满足频谱要求的脉冲是UWB通信系统中一个至关重要的问题。研究了Hermite脉冲的特征,依据其特征提出设计UWB脉冲的算法,用这些脉冲可以构造一个M-ary通信系统。     

M-ary orthogonal coded/balanced ultra-wideband transmitted-reference systems in multipath

A new M-ary orthogonal coded signaling is introduced to avoid the inter-frame interference that is especially detrimental to realizing high rate ultra-wideband (UWB) transmitted-reference (TR) systems. To further increase the information rate, the inter-pulse interference by an overlap of multipath-delayed pulses is controlled by integrating the signaling and a pair of balanced matched Alters in a joint manner, so as to permit a shorter time delay between the reference and data pulses in TR systems. To evaluate an achievable information rate increase relative to conventional TR, the symbol error probability (SEP) is theoretically derived for the proposed M-ary orthogonal coded/balanced TR system, considering the realistic IEEE standard UWB channel models. In addition, we consider the issue of receiver complexity and present two alternative low- complexity receiver implementations for the proposed TR system.     

Analytical performance of M-ary time-hopping orthogonal PPM UWB systems under multiple access interference

In this paper, we extend the characteristic-function approach to derive an exact symbol error rate expression for the M-ary time-hopping orthogonal pulse position modulation (THPPM) ultra-wideband (UWB) system under the interference from multiple users. Monte Carlo simulations are then used to validate the analytical solutions. The results are found to be valid even when that the chip width is greater than the pulse duration. Moreover, the analytical results are compared to those found by Gaussian approximation and the Gaussian Quadrature Rule method. We further show that compared to a binary system, M-ary systems can produce better error rate performance.     

基于高斯脉冲的超宽带系统信道容量计算

针对多进制PPM调制UWB系统中的高斯系列脉冲,在多用户和高斯信道的情况下,对系统的信道容量进行了研究和分析,重点对符合FCC室内外频谱规定的两种脉冲进行了分析比较。仿真结果显示,不同的高斯脉冲对系统的信道容量具有一定的影响。在此基础上,给出了影响信道容量的主要因素。     

超宽带脉冲信号设计

超宽带无线通信技术是利用极窄脉冲传输的系统,其中脉冲波形是其研究中的重要内容。主要讨论了正弦调制高斯脉冲和Meyer小波脉冲,通过MATLAB仿真分析研究,发现它们与高斯脉冲相比,具有一些优点,可以满足某些特定的要求,能够改善超宽带无线通信系统的性能。     

超宽带信号的产生及光纤传输的研究

提出了一种新的超宽带(UWB)脉冲产生的方法,并对其产生的数学原理进行了分析和实验验证。经过高斯信号调制的偏振控制器(PC)可以产生两个相位互补的相位调制信号,先通过PC调节两个正交的相位调制信号的静态相移,再经过偏振分束器(DBS)检偏后可以得到两路相位互补的高斯信号或二阶高斯信号,最后将这两路信号延时然后再经过偏振合路器(PBC)就可以分别得到一阶或三阶高斯信号。由于这3种脉冲的产生方式不同,频带宽度不同,在光纤中传输时对色散的容忍度也不一样,因此仿真分析了色散对这3种UWB信号传输特性的影响,得出了三阶高斯信号最适合UWB传输。