UWB通信中几种TH-PPM调制信号的性能比较

超宽带通信要克服多径衰落、功率限制、窄带和宽带干扰,为用户提供多址接入、高速率、可靠同步通信,系统必须采用可靠、高效、新颖的调制方案。三种TH-PPM多维调制信号作为UWB通信的多址接入,可以满足系统设计的要求。当利用这三种信号作为UWB多址接入的系统性能、接收机结构复杂度、系统传输速率、抗多径干扰能力时,从接收机结构而言,ORPPM调制信号是最简单;从系统性能角度来看,仅有AWGN干扰时,OPPM是最好;而在多径干扰环境下,NOPPM调制信号最佳。     

基于修正互补序列CDMA系统的抗干扰性能分析

CDMA是一种基于扩频通信的调制与多址接入技术，在移动通信、个人通信以及宽带无线接入领域都得到了广泛的应用，然而，CDMA通信系统本身存在着多径干扰，多址干扰及由于上行线路行输而产生的非同步干扰等缺点，这将大大限制CDMA系统中的用户容量，为此，在正交噪声检测（OND）和互补序列理论的基础上，提出了一种新的扩频序列－修正互补序我，并将其应用于CDMA通信系统，试图利用修正互补序列的特性从匹配滤波器的相干输出中消除多径和多址干扰的影响。     

基于正交小波的超宽带无线通信多址接入方式--波分多址

与传统的通信技术相比较,超宽带(UWB)通信系统在信号波形选择方面具有更大的灵活性.基于正交小波理论,一种新的UWB多址接入方式--波分多址(WDMA)被提出.在这种多址接入方式中,具有正交性的尺度函数(t)与小波函数ψ(t) 波形被设计作为UWB脉冲波形,借助m序列理论,将2种函数波形均匀地分配给多个用户以实现多址接入.性能分析及仿真比较表明,与传统的TH-PPM和DS-BPM UWB多址系统相比较,WDMA UWB系统用户容量显著提高.     

一种基于完备互补码的UWB多址接入方式

基于完备互补码的互相关函数为零的特性,提出1种基于完备互补码的超宽带（UWB）多址方法. 利用偏移相加（shift and add）的相关接收机进行用户信息的相关解调,并阐述了这种接收机的工作原理以及对多址干扰的抑制原理. 性能分析和仿真结果表明,这种基于完备互补码的UWB多址方式比传统的通过脉冲调制实现的跳时多址接入UWB系统具有更好的抗多址干扰的能力.     

基于导频的串行干扰抵消技术在导航接收机中的应用

针对采用扩频体制的无线电导航系统中存在的多径干扰和多址干扰,提出了一种基于导频符号的串行干扰抵消技术,利用导频符号和跟踪环路重构干扰信号,将强于直达信号的多址信号和多径信号从接收信号中逐级抵消．建立了串行干扰抵消的数学模型;给出了实现原理框图;分析了系统的性能．理论分析和仿真结果表明,该技术能有效地消除多径干扰和多址干扰的影响,保证接收机接收到有用的直达信号,提高导航接收机的工作性能．     

室内环境下PAPM调制UWB误码性能分析

分析了UWB室内衰落信道模型下脉冲幅度位置混合调制(PAPM)最优接收机性能.PAPM调制UWB系统的输入数据调制到脉冲的幅度和位置上.室内信道模型为IEEE802.15.3a提供的intel模型.通过RAKE接收机以最大比率(MRC)组合多径能量从而实现最优接收.从理论上推导了在室内衰落信道条件下误码率(BER)的闭合表达式,从而分析了RAKE接收时UWB系统采用PAPM调制的极限性能.从数值结果可以看出,PAPM调制在保持BER性能不变的基础上,将通信速率提高了一倍.     

UWB通信信号的频谱分析

分析了超宽带冲激无线电的脉位调制、通断键控调制和脉冲幅度调制的信号模型。阐述了UWB通信的传输速率高、保密性能好和抗多径衰落强等优点。推导了UWB通信信号的时域和功率谱密度闭式表达式,并对UWB通信信号频谱进行了分析,并对实际UWB通信信号的功率谱密度进行了计算机仿真。     

一种采用信号虚拟分解的多址接入方法

多用户通信系统中的共道干扰是制约无线通信系统性能改善的关键因素。现有的基于信号处理的多用户传输方法在调整信号以避免共道干扰的同时,也会损害以这些信号为载体的数据传输的性能。利用无线信号间的相互作用,提出一种基于信号虚拟分解的多址接入方法,通过引入一个调和发射机,并使该调和发射机发送一个调和信号,调和信号与公共接收机处的多用户信号相互作用,可以使公共接收机无干扰地恢复出相互正交的多路期望信号。所提方法不仅能够避免期望发射机因对其发射信号进行调整而导致的期望信号传输质量的降低,而且不存在因公共接收机抑制干扰导致的期望信号功率损失问题。仿真结果表明,相比于已有方法,当信噪比超过0分贝时,所提方法对多用户通信系统的频谱效率和功率归一化频谱效率的改善超过10%。     

5G大连接场景下混合多址随机接入

为了提高5G系统的终端接入数量,提出了一种混合多址随机接入机制,使终端能够根据预测的信噪比和预定义的切换门限选择正交多址或非正交多址的方式进行随机接入.为了提高干扰消除接收机的性能,在非正交随机接入时采用功率回退的方法保证基站收到不同功率的叠加信号.此外,理论分析了混合多址随机接入的接入性能,并给出了数值仿真结果和实际系统仿真结果.仿真结果表明,与单一正交或非正交多址接入机制相比,混合多址接入大大提高了网络的终端接入数.     

UWB通信系统的TH—PPM信号产生与接收处理

与传统的连续载波调制通信方式相比，利用极窄脉冲信号携带信息的超宽带通信是一种全新的通信方式。针对典型TH—UWB通信系统的TH—PPM信号产生模型，提出了其易于数字基带信号产生的简化模型。对于基带TH—PPM形式的UWB信号，利用一种脉冲相关检测的方法对TH—PPM信号进行解调，恢复信息码。将所设计的VDHL程序配置到FPGA目标芯片，建立TH—UWB通信实验系统。通过系统VHDL时序仿真和实验测试，结果表明系统设计在理论和实用上是可行的，为UWB通信多址应用提供有益的参考。     

多音CDMA调制在矿井巷道中通信性能分析

基于所建立的Nakagami分布矿井巷道宽带统计分段信道模型,仿真分析了多音码分多址接入(MT-CDMA)调制技术在矿井巷道中的宽带无线通信性能.研究了在矿井空直巷道和弯曲巷道条件下,多径信号的功率衰减、多普勒频移和脉冲干扰对1.8 GHz和2.4 GHz这2个典型UHF频段的矿井MT-CDMA系统误码率性能的影响.结果表明:矿井MT-CDMA系统可以有效地利用多径信号提高系统的性能,当功率衰减因子相同时,所分离出的信号路径数越多,系统误码率越低;2.4 GHz时的矿井MT-CDMA系统误码率性能一般要优于1.8 GHz时系统的误码率性能;当功率衰减、多普勒频移和脉冲干扰较大时矿井MT-CDMA系统不能可靠通信,在弯曲巷道中情况更是如此.     

基于修正完备互补序列CDMA系统的抗多径干扰性能分析

CDMA通信系统本身存在着多径干扰、多址干扰等缺点,这将大大限制CDMA系统中的用户容量.为此,在深入分析了完备互补序列理论的基础上,提出了一种抗多径干扰的新方法———采用修正完备互补序列,利用其特性从接收机的相干输出中消除多径干扰的影响,并以4阶完备互补序列的一个子集为例根据加/去修正的原理设计了CDMA单用户系统,对系统的抗多径干扰性能进行了仿真,验证了采用修正完备互补序列较m序列抗多径干扰的优异特性.     

超宽带无线通信的概念及其与类似系统比较

本文首先介绍了超宽带(UWB)无线通信的概念，然后通过与几种类似系统的比较，分析了它应用于无线通信系统的性能特点，包括信号带宽、传输速率、平均功率、空间容量、信道容量、调制与解调、抗多径干扰特性、收发信机结构、组网特点等方面。     

一种认知网络中新颖的UWB脉冲

凭借其巨大带宽处理增益,超宽带可在低于-41.3 dBm/MHz的超低功率谱下进行通信,这符合认知无线电中undelay频谱共享方式的要求,即认知用户的信号发射谱不会干扰其余合法用户.为此,各种频谱管理机构对UWB系统的发射功率有严格限制,因而设计满足频谱模板的UWB脉冲就变得至关重要.针对已有的满足频谱模板的UWB脉冲设计中存在的缺点,提出一种能获得更高频谱利用率的全新UWB脉冲,该脉冲具有良好的自相关特性,减少了时间受限情况下的多址干扰,极大提高了网络容量,与其他满足频谱模板要求的脉冲相比其性能是最好的,本文设计的UWB脉冲不受调制多址方式影响,在短距离无线通信和认知无线电中有广泛而重要的应用.     

基于导频的超宽带信号捕获和定时同步算法

针对TH调制PPM超宽带(UWB)系统,给出一种解决IR-UWB通信系统信号捕获和定时同步方法.这种方法基于导频脉冲序列,接收机使用与导频脉冲序列相匹配的相关滤波器,通过观察相关器的输出信号,可以估计导频序列的存在,此外,相关器输出的峰值可以使接收机与发射机时间对齐,从而达到同步.采用仿真与理论分析相结合的方法,详细分析了AWGN和多径信道下的同步性能,结果表明,理论分析和仿真结果相吻合,利用导频脉冲序列在各种信道下均可获得很好的同步.     

UWB在室内高速无线传输中的应用研究

针对室内高速无线传输环境,介绍了超宽带传输新技术。研究了UWB应用于室内无线传输时信号波形设计、调制方式、多址技术、信道特性与系统构成等方面的特点及存在的问题。通过分析比较:采用高斯信号波形,进行脉冲位置调制方式及跳时技术,UWB能够在误码率、系统实现等方面取得较好的性能。     

一种采用松弛正交预编码的多址接入方法

在多址方法设计中,有效管理多个并发通信间的共道干扰是提升系统频谱效率的关键。现有干扰管理的思路是使多路信号在传输过程中相互正交,然而在多用户多输入多输出系统中,发射机和接收机的数量以及它们的天线配置严格制约了系统能够支持的正交并发通信的数量。针对这一问题,提出一种应用于多用户多输入多输出下行通信的基于松弛正交预编码的多址接入方法,通过引入一个正交幅度调节函数,在一个符号周期内对预编码的幅度进行调整,利用调节后的预编码进行信号处理和发送,可以将对多用户信号在空域上严格正交的要求放宽到相关意义上的正交;相应地,接收机采用相关运算对期望信号进行检测,可以利用幅度调节函数之间的正交性在判决时刻消除共道干扰的影响。仿真结果表明,所提方法可以在不增加频谱资源消耗的情况下,显著提高系统容纳的用户数量,改善系统的频谱效率。     

适用于LR-WPAN的新型TR-UWB接收机

针对发送-参考（TR）接收机噪声影响较敏感的缺点，提出一种适用于低速率无线个域网的新型超宽带（UWB）TR接收机设计方案。该方案一方面利用脉冲信号的自相关函数具有较强的抗多径抑制噪声影响，另一方面充分利用密集多径信道环境下信号传输的特征改善接收性能，同时在实现上较简单。与传统的TR-UWB系统相比，在相同的多径信道环境下该方案性能提高约5～6dB。     

一种基于Kalman滤波的盲多用户检测RAKE接收机

提出了一种基于Kalman滤波的盲多用户检测RAKE接收机(RakeKAL)模型。给出的接收机具有RAKE接收机的结构，它的每条支路可视为一个利用线性限制最小方差(LCMV)准则设计的多用户线性滤波器，用于抑制多址干扰(MAI)；后接一个用于消除多径畸变(MPD)的多径结合器。利用Kalman滤波算法和自适应向量跟踪算法实现盲多用户检测和多径接收信号的最佳结合。该模型与传统多用户检测器比较具有所需参数少，不需要训练序列的优点。研究结果表明，在多径衰落信道下，接收机具有较强的抑制多址干扰和多径畸变的能力，并且能快速收敛。     

UWB通信系统的TH-PPM信号产生与接收处理

与传统的连续载波调制通信方式相比,利用极窄脉冲信号携带信息的超宽带通信是一种全新的通信方式。针对典型TH-UWB通信系统的TH-PPM信号产生模型,提出了其易于数字基带信号产生的简化模型。对于基带TH-PPM形式的UWB信号,利用一种脉冲相关检测的方法对TH-PPM信号进行解调,恢复信息码。将所设计的VDHL程序配置到FPGA目标芯片,建立TH-UWB通信实验系统。通过系统VHDL时序仿真和实验测试,结果表明系统设计在理论和实用上是可行的,为UWB通信多址应用提供有益的参考。