时间反演的空时聚焦特性研究及其在无线通信中的应用.pdf

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2、Ｉ、＿—－．节．．学科专业通信与信息系统研究方向移动通信与无线技术申请学位类别工学硕±论文提交日期二零一五年五月TheResearchoftheSpatial-temporalFocusinginTimeReversalanditsApplicationinWirelessCommunicationThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineering

3、ByGongLinlinSupervisor:Prof.ChenRu-ShanMay2015南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论支是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加［＾＾标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同王作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实一，愿意承担切相关的法律责任。

4、．１Ｗ皆．６研究生签名：乳林化日期］：南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可从保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档；允许论文被查阅和借阅Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可；可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。研究生签名；Ａ林瓜导师签名：海ｄ日期；声ｊ摘要时间反演（TimeReversal,TR）技

5、术具有空时聚焦的特性。它首先应用于声学领域，作为水下通信的一种技术，近年来又被引入无线通信领域。利用FDTD电磁算法，建立多径复杂环境模型，可以明显的看出时间反演的空时聚焦性。由于空时聚焦特性，时间反演技术可以方便的应用到超宽带（ultra-wideband,UWB）无线通信系统中，在多天线的配合下，不仅可以获得非常高的阵列增益，提高信噪比，抑制用户间干扰，简化接收机的设计，还可以实现有效的保密通信。本文还将时间反演的概念进行扩展，理解成一种空时滤波的方法，提出了时间反演多天线OFDM方案。本文的主要工作如下：（1）利用FD

6、TD电磁仿真算法，建立模型验证了时间反演的空时聚焦性，发现了时间反演的空时聚焦性和环境的复杂度息息相关。环境越复杂，空时聚焦性越明显。同时天线的个数越多，时间反演的空时聚焦性也会越明显。（2）利用上面原理，提出了时间反演多天线UWB系统。利用时间反演的特性，简化了RAKE接收机的结构，提出了一路相关接收机。在环境足够复杂的情况下，性能可以逼近理想接收机。然后研究了其系统的保密性能，并且首次提出了自干扰模式下的保密通信。最后分析了时间反演下的多用户通信，证明时间反演可以有效的抑制用户间干扰，提高发送速率。（3）在多天线OFDM

7、系统下，将实空时码和时间反演结合，利用时间反演滤波器所产生的特殊等效信道，解决了实空时码不能采用高阶调制的问题。当天线个数大于2根时，依旧可以满速率发送。仿真表明，本方案虽然损失了一定的性能，但是可以获得更高的传输速率。关键词:时间反演，保密通信，空时聚焦，多天线，超宽带无线通信，空时码IAbstractTimereversaltechniquehasthespatial-temporalfocusingproperty.Itwasfirstappliedinthefieldofacoustics.Recentlyithas

8、beenintroductedintothefieldofwirelesscommunications.WiththehelpofFDTDelectromagneticalgorithms,thisthesisbuildsacomplexmultipathenvironmentmodela