基于IEEE UWB标准信道模型的RAKE接收机性能分析

超宽带信号经多径信道传播会产生严重的时间弥散。采用RAKE接收是提高超宽带接收机性能的重要手段。介绍了Intel的UWB多径信道模型。对采用TH-PPM调制的超宽带系统在Intel多径信道模型下A-RAKE，S-RAKE和P-RAKE的误码率性能和对系统复杂性的要求进行了分析。在实际的RAKE接收机设计中，S-RAKE和P-RAKE的性能与支路数有关，S-RAKE要优于P-RAKE。S-RAKE和P-RAKE的性能随着支路的增加而减小。     

ADC分辨率对数字化超宽带接收机特性影响分析

文章在基于能量检测的数字化超宽带接收机的理论基础上,使用高斯逼近的方法对OOK调制方式下的接收机误码特性进行了分析,给出了不同分辨率下的误码特性曲线,同时分析了信噪比对误码率的影响。     

基于Hermite函数的超宽带脉冲波形设计与性能分析

根据联邦通信委员会关于超宽带辐射功率谱的限制以及适用于多址方式的窄脉冲要求,设计了一组基于Hermite函数的超宽带脉冲波形。所设计的脉冲波形具有正交性和不随阶数变化的恒定脉宽两个重要特性,从而提供了良好的防时间抖动性能并有效降低符号间干扰;为了评估相关接收机的性能,对设计脉冲信号的自相关和互相关函数的闭合表达式进行了推导;分析了跳时脉位调制超宽带系统中脉冲波形在加性高斯白噪声、多址干扰、多径衰落信道等多种环境下的误码率性能,探讨了时间抖动对系统性能的影响,并将仿真结果与高斯单周期脉冲进行比较。分析结果表明该脉冲设计方案提供了一种灵活而系统的超宽带脉冲设计方法,所设计脉冲既满足辐射功率谱限制又提供良好的系统误码性能。     

脉冲超宽带通信在干扰条件下的性能仿真分析

对脉冲超宽带通信在干扰条件下的性能进行了研究。首先,建立了跳时脉冲超宽带通信发射机和接收机的仿真模型,应用仿真模型计算了接收机与发射机完全同步条件下,脉冲超宽带通信在单音干扰、部分频带噪声和宽带噪声以及超宽带随机脉冲干扰条件下的误码率特性,针对部分仿真结果给出了一些定量和定性解释。     

基于判决自相关超宽带接收机研究

首先介绍了基于判决自相关(简称DDA)超宽带接收机的接收原理和结构,理论分析了接收误码率特点;比较了基于判决自相关接收机与Rake接收机和基本TR接收机的基本参数要求,并在标准信道模型下仿真对比了它们的接收性能;考察了窗口宽度因子N对基于判决自相关接收机接收性能和结构的影响;通过提高判决自相关系统脉冲功率可在相同能量效率条件下获得与平均TR系统相近的接收性能,且具有更高传输率的优点。     

提高超宽带冲激无线电信号抗单频干扰能力的参数选择方法

针对三种超宽带冲激无线电信号(TH-PPM、TH-PAM和DS-UWB)在强单频干扰下的存在误码率恶化的情况,通过理论分析和计算机仿真验证,分析了影响超宽带冲激无线信号抗单频干扰能力的主要系统参数,提出了提高三种超宽带无线电信号抗单频干扰能力的系统参数选择方法。采用这种参数选择方法,可主动降低甚至消除干扰信号对超宽带冲激无线电信号的干扰,降低超宽带冲激无线电接收机设计的复杂性。     

超宽带载波包络调制及其频谱相关解调

针对超宽带载波包络调制的频谱特性,提出新颖的正交梳状频谱相关解调方法,将超宽带脉冲信号的处理从时域扩展到了频域。阐述了该解调方式的基本原理和设计思路,推导了正交梳状频谱的载波选择原则。对系统性能的分析和仿真证明了频域相关解调的方法有着和时域解调相同的误码率性能。该方法接收机结构简单、成本低,可由全数字电路实现,便于采用其它数字信号处理技术进一步提高系统性能。     

利用虚载波技术抑制舱内超宽带信号对第二代“北斗”卫星信号的干扰

抑制超宽带信号对第二代"北斗"卫星信号的干扰,是实现超宽带无线通信系统在机舱环境中应用的前提之一。将虚载波技术应用到超宽带信号中,缩短了舱内超宽带信号发射机和"北斗"卫星导航接收机之间的安全距离,满足了机舱物理空间尺寸限制。在超宽带信号发射功率不变的情况下,利用超宽带信号舱内传播模型,计算了满足"北斗"卫星导航接收机门限接收信干比条件下采用虚载波技术前后的安全距离。理论计算结果显示,虚载波技术将安全距离从48m减少到1.8 m,仍然能够满足"北斗"卫星导航接收机误码率要求。建立了系统仿真模型,仿真了误码率与安全距离的关系,仿真结果与理论计算结果一致。该方法对舱内超宽带信号干扰有抑制效果,在机舱超宽带无线通信环境中具有可行性和实用性。     

超宽带正交解调接收机的误差分析与数字补偿方法

本文提出了超宽带正交解调接收机的误差分析方法，并且针对超宽带线性调频信号，分析了超宽带正交解调误差对脉冲压缩的影响，然后提出了超宽带正交解调误差的数字补偿方法，在实际系统中获得了比较理想的脉冲压缩输出响应。     

UWB系统和GPS系统的电磁兼容分析

为分析超宽带信号对GPS接收机是否存在干扰以及干扰程度的大小,现分别建立基于Matlab Simulink的UWB系统和GPS系统的物理层仿真分析模型。该模型通过对GPS系统加入UWB信号干扰,在GPS接收端得出的C/A码误码率来衡量超宽带信号对GPS系统的干扰程度。利用此模型进行仿真,可求出在不影响GPS接收机正常工作的前提下,UWB设备的最大平均发射功率。另外,DSUWB和OFDM UWB对GPS接收机造成的干扰也可以通过该仿真模型分别进行衡量和分析。     

户内多径信道中 PRF 对 UWB 系统性能影响

首次研究分析脉冲重复频率(PRF)对密集多径衰减信道下采用 THSS 和 PPM 的 UWB 系统 BER 性能的影响。通过使用混合选择／最大比率结合分集接收机(H-S／MRC)并利用虚拟分支技术,首次推导出基于 PRF、选择并结合的多径成分数量 L 以及信道的多径扩频的 UWB 系统准确 BER 表达式,并对 BER 性能进行分析和仿真评估。结果表明：在密集多径衰减环境下,不仅仅脉冲波形和 L,而且 PRF 对 UWB 系统 BER 性能影响极大。当固定 L 和脉冲波形时,增大 PRF 将大大降低 UWB 系统 BER 性能。     

A channelized digital receiver design for UWB systems in a multi-path indoor environment

Due to the very wide bandwidth of UWB system, it is hard if not impossible to design high speed and high resolution ADCs with today’s technology. This problem can be solved if the received UWB signal is split into a number of subbands by power splitters, analog low-pass filters, mixers and digital filters. By doing this, each of subbands can be sampled at a fraction of effective sampling frequency. In this paper, we present a simpler channelized receiver architecture for UWB systems than previously published work. Moreover, we present a new, though more complex, channelized receiver design for UWB systems in a multipath propagation environment. We also show through simulation that this new receiver achieves very good BER performance.     

超宽带系统在窄带干扰条件下的性能研究

超宽带（Ultra Wide-Band，UWB）系统发射信号的带宽在一个非常大的频段范围内，易与已存在的窄带无线通信系统的带宽形成重叠。因此，有必要研究UWB系统在频段重合范围内的抗干扰能力。文中首先分析了直接扩频超宽带系统在最小均方误差准则检测方式下，RAKE接收机的比特误码率（Bit Error Rate，BERl，然后研究了普通窄带系统的功率谱密度，最后做出了仿真分析。结果表明，在CM1信道传播下，窄带干扰对UWB系统不会造成很大影响，而在CM2信道传播下会照成一定影响，必须通过其他通信手段如信道编码来降低BER，实现通信的可靠性。     

Performance analysis of a rate adaptive multi-band ultra-wideband system based on quadrature fractal modulation scheme

1 Introduction Wornell and Oppenheim[1,2] first proposed a modulation technique as an interesting potential application of dy-homogeneous signals. Due to the fractal properties of the homogeneous signals, this technique is called fractal modulation afterwards. This class of homogeneous signals remains invariant under scaling of the time axis. Dy-homogeneous signals satisfy the dyadic self-similarity property[3] s (t ) = 2 kH s (2 kt) (1) For all integers k and a constant H, termed the degree…     

基于载波调制的超宽带系统性能的改善

针对采用部分接收机方法简单但系统性能较弱的特点,将载波应用于跳时（TH）脉冲幅度调制（PAM）超宽带（uwB）系统中,接收端使用Rake接收机,在多径环境下以改善系统的误码性能。对2PAM—TH—UWB系统在接收端的理想接收机、选择接收机及部分接收机性能进行了分析并仿真。仿真结果表明,加入载波后,采用PRake接收机的2PAM—TH—UWB系统性能得到提高,且更接近理想接收机。     

具有同步跟踪功能的单用户TH-SS PPM超宽带系统性能分析

目前超宽带系统均假设已知发射机与接收机之间准确的传播时延,收发双方完全同步,而任何系统收发双方必然存在同步误差.该文针对这一点,提出了一种具有同步跟踪功能的单用户TH-SS PPM超宽带系统,设计了同步跟踪方法,推导出了系统中存在同步误差时,解调器输出端信噪比计算公式和系统BER表达式.理论分析与仿真结果表明,系统BER与同步误差大小有很大关系,同步误差越小,系统BER越小.     

基于Gold码的超宽带多用户通信方式

提出了一种基于Gold码的超宽带多用户通信体制,给出了其调制解调方法,分析了系统在多用户条件下的误码率,并通过计算机仿真验证了这种通信体制在不同条件下的误码率。仿真结果表明,理论分析与仿真结果一致。这种通信体制具有强的抗多径能力,系统结构简单等特点,其研究具有一定的现实意义。     

A new noncoherent UWB impulse radio receiver

This letter analyzes the implementation issues related to coherent receivers for UWB impulse radio with a special emphasis on timing and jitter problems. We propose a new jitter tolerant receiver design that is easy to implement. Analytical BER analysis and simulations verify that the performance of the proposed receiver is comparable to that of a correlator-based receiver that includes jitter. The new design is a promising candidate for low-cost low-power UWB IR receiver implementations.     

On the Transceiver Types of IR-UWB Systems at Sub-Nyquist Sampling Rates

In this paper, we present a unified performance analysis for different impulse radio (IR) ultra-wideband (UWB) transceiver types employing various modulation options and operating at sub-Nyquist sampling rates. Stored reference (SR), transmitted reference (TR), and energy detector (ED) receivers are considered employing one of the binary phase shift keying (BPSK), pulse position modulation (PPM), and on-off keying (OOK) modulation types. Realistic UWB channel models (the IEEE 802.15.4a channels) and practical pulse shapes (the root-raised cosine pulse) are used to characterize the statistics of the captured energies of different transceiver types at low sampling rates. The bit error rate (BER) expressions for different transceiver/modulation types are provided explicitly in additive white Gaussian noise channels. In multipath channels, the BER expressions are conditioned on the captured energies; then, the captured energy histograms at sub-Nyquist rates are used towards a semi-analytic evaluation of the BER for different transceiver/modulation combinations. The analyses are then verified via simulations using IEEE 802.15.4a channel models. The results show that in addition to their lower implementation complexities, the TR and ED receivers may be more favorable compared to SR receivers at low sampling rates in terms of their BER characteristics as well.