脈沖無線電超寬帶同步問題研究.pdf

1、脈沖無線電(IR：Impuse Radio)通信系統(tǒng)的同步技術是本論文的主要研究內容。超寬帶系統(tǒng)具有低功率譜密度，低功耗，低復雜度，低成本和高通信速率等特點，無論在學術界還是產(chǎn)業(yè)界，都是近年來無線通信領域的研究熱點。作為超寬帶通信的重要實現(xiàn)方案，脈沖無線電采用離散的極窄脈沖承載信息，與傳統(tǒng)的載波通信有著喧著不同。然而脈沖無線電信號特有的時域特件在很大程度上增加了接收系統(tǒng)定時同步的技術難度。 本文的研究圍繞IR-UWB通信的定時同

2、步問題展開。在充分理解IR-UWB通信體制的基礎上，本文系統(tǒng)的分析了IR-UwB通信對定時同步的需求，以及在同步問題的處理上與傳統(tǒng)載波通信之間的區(qū)別；結合超寬帶通信低功耗低復雜度的要求，提出了適合于基于正交正弦相關接收的IR-UWB接收機的分級同步算法，在理論上證明其合理性，并在演示系統(tǒng)中證明其可實現(xiàn)件和優(yōu)良性能；此外，本文還分析了代表未來脈沖無線電超寬帶通信發(fā)展方向的單比特接收機的接收原理及其同步問題。論文的主要貢獻如下： 一

3、、本文深入討論了正弦模板與高斯二階微分脈沖之間的相似性，為采用正弦模板對IR-UWB信號進行相關接收提供了理論依據(jù)；針對基于正弦模板的兩種接收機結構，給出了各層次同步的定時需求。在此基礎上，小文為正交正弦相關接收機設計了分級同步方案。 二、詳細描述了正交正弦相關接收機各級同步的數(shù)據(jù)處理流程，在理論上說明其合理性，充分討論了各級同步模塊的可實現(xiàn)性；采用Markov狀態(tài)轉移的分析方法，推導出多徑環(huán)境下，同步流程中脈沖搜索步驟所耗用的

4、時間。 三、針塒正交正弦相關接收機同步單元設計與實現(xiàn)中遇到的實際問題，給出了詳細的解決方案及理論支撐。其中，包括幀格式，尤其是幀頭訓練序列的設計方法：采用切換保持合并策略(SSC：Switch and Stay Combining)進行多徑合并；準自適應頻率調整策略；以及同步系統(tǒng)軟硬件實現(xiàn)中技術難點的解決方案。 四、為了進一步系統(tǒng)化集成化IR-UWB通信的接收系統(tǒng)，本文還研究分析了基于單比特采樣的IR-UWB通信接收原理