非相干超宽带通信系统的关键技术研究

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1、分类号:TN91410710-2013124009硕士学位论文非相干超宽带通信系统的关键技术研究臧俊杉导师姓名职称梁中华副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称信息与通信工程论文提交日期2016年4月28日论文答辩日期2016年6月5日学位授予单位长安大学StudyonKeyTechnologiesofNoncoherentUWBCommunicationSystemsAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZangJunshanSupervisor：AssociateProf.LiangZhonghu

2、aChang’anUniversity,Xi’an,China摘要非相干（Noncoherent,NC）超宽带（Ultra-wideband,UWB）通信系统因其低复杂度、低功耗且不需要信道估计和精确同步而备受关注。目前用于非相干超宽带通信系统的流行性检测技术为能量检测器（EnergyDetector,ED）和自相关接收机（AutocorrelationReceiver,AcR）。其中，能量检测器通常与脉冲位置调制（PulsePositionModulation,PPM）结合使用，从而成为一类经典、实用的非相干超宽带接收机。传输参考（Transmitt

3、edReference,TR）信号结构与自相关接收机结合使用而成为IEEE802.15.4a备选物理层非相干实现方案，但其面临参考脉冲与数据脉冲之间延迟线过长难以实现的问题。传输参考脉冲簇（TransmittedReferencePulseCluster，TRPC）从时域上克服了TR系统延迟线过长的问题。为了进一步提高非相干超宽带系统的性能，本文从信道编码以及接收优化方面进行了研究，主要包括以下内容：针对非相干超宽带系统的信道编码技术，采用低密度奇偶校验码（Low-densityParity-check，LDPC）进行编码提高系统的误码性能。在置信概率

4、传播（BeliefPropagation,BP）译码时为求得先验概率需已知信道噪声方差，由于非相干超宽带系统不进行信道估计的特点，故采用训练序列进行求解。根据不同训练序列所对应的相对误差，选择合适的训练序列长度。相比IEEE802.15.4a为非相干系统指定的编码方式以及其他文献中提出的编码方式，采用LDPC码编码的非相干系统具有更好的性能。本文分别在NC-PPM，TR以及TRPC进行仿真验证，主要以TRPC为研究对象进行分析。在接收优化方面，已经有文献提出了改进的TRPC信号结构，即iTRPC（improvedtransmittedreference

5、pulsecluster）。本文就是在iTRPC的基础上，又进行了两点改进。首先，考虑到多径信道的能量分散特性，为了提高能量捕获效率，对自相关积分区间重新确定。此外，由于iTRPC结构并不能完全消除IPI的影响，所以采用自适应判决阈值代替零判决阈值，提高判决的准确性。NC-PPM与TRPC具有类似的信号结构，故iTRPC的改进方法可以扩展到NC-PPM，即iNCPPM。同样对能量积分区间重新确定也可以提高能量捕获效率。通过以上方法的仿真结果与分析可知，经过改进后的系统具有更加明显与稳定的性能增益。关键词：超宽带，非相干接收机，传输参考脉冲簇，信道编码，

6、阈值判决iAbstractNoncoherent(NC)ultra-wideband(UWB)communicationsystemshavereceivedconsiderableattentionduetotheirlow-complexityandlow-powerconsumptionwithouttheneedforchannelestimationandaccuratesynchronization.Recently,thepopularitydetectiontechnologiesusedinNCUWBcommunicationsyst

7、emsincludeenergydetector(ED)andautocorrelationreceiver(AcR).EDsalwaysconnectwithpulsepositionmodulation(PPM)andbecomeakindofclassicalandpracticalNCUWBreceivers.Transmittedreference(TR)signalinginconjunctionwithAcRshasbecometheNCimplementschemeofIEEE802.15.4aalternativephysicalla

8、yer.However,thelongdelaylinebetweenreferencepul