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1、分类号：TN91410710-2015124017硕士学位论文超宽带脉冲成形及波形优化算法研究刘丹莉导师姓名职称梁中华副教授申请学位级别工学硕士学科专业名称信息与通信工程论文提交日期2018年4月2日论文答辩日期2018年5月24日学位授予单位长安大学PulseShapingandWaveformOptimizationAlgorithmforUltra-widebandCommunicationSystemsAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiuDanliSupervisor：As
2、sociateProf.LiangZhonghuaChang’anUniversity,Xi’an,China摘要超宽带（Ultra-wideband,UWB）无线通信系统通过纳秒级超短脉冲来承载信息符号。该技术具有通信容量大、发射功率低、定位精度高且抗多径衰落能力强等特点。UWB发射脉冲的设计必须满足美国联邦通信委员会（FederalCommunicationCommission,FCC）的辐射掩模规范，且该技术对于大带宽和低功率谱密度（PowerSpectrumDensity,PSD）的特殊要求使得基本脉冲信号根本无法满足UWB发射脉冲需
3、求。因此，脉冲波形的设计与优化问题成为UWB通信系统研究的关键问题之一。本文围绕脉冲整形与波形优化技术展开研究，主要工作包括以下内容：（1）针对频移高斯波形（spectrumshiftedGaussianwaveforms,SSGW）设计方法在其加权系数调整过程中计算量和误差过大的缺点，引入随机选择（RandomSelection,RS）算法和LSE（LeastSquareError）算法来求解加权系数。理论分析及仿真结果表明，与SSGW方法和同样采用RS和LSE算法的高斯导函数组合方法相比，改进SSGW（ImprovedSSGW,ISSGW
4、）方法所生成脉冲能够更好地满足FCC掩模规范，且在频谱利用率和信号传输性能方面均得到一定改善。（2）为了评估脉冲波形对UWB系统误码性能的影响，在传输参考（TransmittedReference,TR-）UWB系统模型下，对本文提出的LSE-ISSGW脉冲和另外两种常用的UWB脉冲波形即升余弦脉冲和Scholtz’s脉冲的误码性能进行分析与比较。理论分析及仿真结果表明，在TR-UWB系统中，采用LSE-ISSGW脉冲的误码性能优于其它两种脉冲。关键词：超宽带，脉冲成形，波形优化，频移高斯波形，传输参考iAbstractUltra-wideb
5、and(UWB)wirelesscommunicationsystemusesultra-narrowpulsesastransmittedsignalstocarrydatesymbols.Ithaslargecommunicationcapacity,lowpowerconsumption,highpositioningaccuracyandimmunitytomultipathfading.InordertomeettheU.S.FederalCommunicationCommission(FCC)regulationsonradiat
6、ionmask,pulsedesignhasbeenoneofthemajorissuesofUWBcommunicationsystems.Moreover,therequirementsofthelargebandwidthandlowpowerspectraldensity(PSD)makethebasicpulsesignalunabletomeettheneedsofUWBwaveformdesign.Accordingly,pulseshapingandwaveformoptimizationtechniquesareinvest
7、igatedinthisdissertation,inwhichthemaincontributionsaresummarizedasfollows:(1)InordertoovercomethedrawbackofthespectrumshiftedGaussianwaveforms(SSGW)methodinwhichthecoefficientsuffersfromlargecomputationcomplexityandexcessiveerror,therandomselection(RS)andLeastSquareError(L
8、SE)algorithmsareintroducedtotheSSGWpulsedesigntogettheweightingcoefficients.Theore
