非相干超宽带通信系统中的极化码性能研究

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1、分类号：TN91410710-2015224040专业硕士学位论文非相干超宽带通信系统中的极化码性能研究马腊宁导师姓名职称梁中华副教授申请学位类别工程硕士专业学位类别交通运输工程及领域名称论文提交日期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PerformanceofPolarizedChannelCodinginNoncoherentUWBCommunicationSystemsAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate:MaLaningSupervisor:AssociateP

2、rof.LiangZhonghuaChang’anUniversity,Xi’an,China摘要超宽带（Ultra-wideband，UWB）通信具有高速率、低功耗以及良好的频谱共享等特性，使其在短距离无线通信场景下颇具应用潜力。非相干（Non-coherent，NC）检测因其复杂度低、无需信道估计和精确同步而成为一种备受关注的UWB通信系统实现方案。其中能量检测接收机（EnergyDetector，ED）和自相关接收机（AutocorrelationReceiver，AcR）是目前两种典型的非相干接收机技术。能量检测接收机与脉冲位置调制（PulsePo

3、sitionModulation，PPM）结合使用。自相关接收机与传输参考（TransmittedReference，TR）方案结合使用。为了进一步提高非相干超宽带通信系统的可靠性，本文主要以一种TR-UWB系统的改进系统，即传输参考脉冲簇（TransmittedReferencePulseCluster，TRPC-）UWB系统为研究对象，同时考虑TR-UWB和NC-PPM系统，研究非相干UWB通信系统中的信道编码技术，主要工作概括如下：1、将极化码引入非相干UWB通信系统中，应用高斯近似的方法衡量极化的子信道的可靠性，从而构造出适用于非相干UWB通信系统

4、的极化码。在解码方面，分别应用连续删除（Successivecancellation，SC）解码算法和基于列表的连续删除（SuccessivecancellationList，SCL）解码算法。考虑到非相干UWB系统无需信道估计的特点，采用训练序列的方法估计信道的噪声方差。仿真结果表明，极化码以有限的计算开销获得系统误码性能的提升，是非相干UWB通信系统的有效信道编码技术之一。2、针对TRPC-UWB系统，在极化码SCL解码算法的基础上，引入循环冗余校验（CyclicRedundancyCheck，CRC）与极化码的级联编码（CRC-SCL）方案，研究不同

5、的CRC码与极化码级联对TRPC-UWB系统误码性能的影响，从而选择使系统误码性能最优的CRC-SCL级联编码方案，并与其它编码方案的系统性能对比分析。仿真结果表明，合理地、有限制地增加解码路径数和CRC码的位数能有效地改善TRPC-UWB系统的误码性能。关键词：超宽带，非相干接收机，信道编码，极化码，传输参考脉冲簇iAbstractUltra-wideband(UWB)systemshaveattractedextensiveattentioninthefieldofthewirelesscommunicationsduetotheirhighdatar

6、ate,lowpowerconsumptionandgoodspectrumsharingcharacteristics.Non-coherent(NC)UWBsystemsaremorepopularcomparedtothecoherentUWBsystemsbecauseoftheirimplementationcomplexity.Energydetection(ED)receiverandautocorrelationreceiver(AcR)aretwotypicalnon-coherentdetectionschemes.Generally,

7、theEDiscombinedwithpulsepositionmodulation(PPM).TheACRisusedinconjunctionwithtransmittedreference(TR)signaling.Inordertoimprovethetransmissionreliabilityofnon-coherentUWBcommunicationsystemsfordifferentapplications,thisthesisfocusesonthechannelcodingtechniquesforTR-UWBandNC-PPMsys

8、tems,andforparticularlythetransmi