毕业设计（论文）-超宽带通信中的分集技术研究

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1、目录第一章超宽带简介11.1UWB的历史11.2UWB的定义21.3UWB信号21.4UWB无线通信的基本原理31.5UWB的特点51.6UWB的应用6第二章超宽带通信系统组成72.1全双工UWB通信系统72.2全双工UWB冲激无线电通信系统规范实现92.2.1发射机92.2.2接收机92.3UWB中存在的问题10第三章最佳接收机与分集接收123.1基本的接收理论123.1.1数字信号接收的统计表述133.1.2概率分析法中的最佳接收准则163.1.3相关接收机183.1.4RAKE接收机203.2UWB系统中的相关接收机的基本原理和实现技术223.3分集接收233.1.1几种基

2、本的空间分集技术243.2.2极化分集26第四章分集技术在UWB系统中的应用28464.1构建室内环境284.2未采用分集技术时的误码率分析284.3采用分集技术后的误码率分析324.3.1空间分集324.3.2时间分集35结束语37致谢38参考文献39附录4046第一章超宽带简介由于数据业务的推动，短距离无线系统呈现出巨大的发展潜力，特别是近年来在短距离通信中提出了个人局域网(PersonalAreaNetwork，PAN)的概念，更使该领域的应用技术成为通信界关注的焦点。PAN的核心思想是用无线电波或红外线传输数据的方式取代传统的有线电缆模式，组建个人化的信息传输网络。目前实

3、现PAN的主要技术有：蓝牙(Bluetooth)、IrDA(InfratedDataAssociation)、HomeRF以及超宽带(Ultra-WideBand，UWB)等4种，其中具有高性能、低功耗和低成本无线数据通信能力的UWB成为未来富有竞争力的技术之一。UWB通信技术在上世纪60年代已被提出。1964年，Ross在博士论文中采用微波电路(包括宽带天线结构)证实了发射与接收脉冲信号的可能性。1993年，美国南加州大学通信科学研究所的RAScholtz在国际军事通信会议(MILCOM’93)发表论文，论证了采用冲激脉冲进行跳时调制的多址技术，从而开辟了将UWB脉冲作为无线电

4、通信信息载体的新途径。此后，美国、日本等许多研究机构、大学已相继投入对这一未来无线电技术的研究。在过去的很长时间，UWB技术一直应用于军事领域。由于UWB通信是速率高于IEEE802.11a、IEEE802.11b和蓝牙的超高数据速率的无线连接，被认为是“有望取代蓝牙及无线LAN的无线通信技术”，所以民用化的呼声很高。在2002年2月24日，美国联邦通信委员会(FCC)批准了超宽带无线技术的民用许可，目前，国内外许多研究小组正在致力于UWB通信的民用化研究。1.1UWB的历史60年代后期,Harmuth美国天主教大学，罗斯和罗宾(R&R)的perryRand公司,PaulVanE

5、tten的USAF的罗马空气发展中心和前苏联在UWB射频（RF）信号方面的研究对通信领域的发展作出了巨大的贡献。Harmuth在1969至1984年所著的书籍及出版物,为超宽带发射器与接受器提出了基本的设计思路。大约在相同的时间,罗斯与罗宾提出的专利，独立的开拓了将超宽带信号用于一系列应用领域的方法，包括通信和雷达以及使用编码方案。罗斯的专利（1919年4月17日）是超宽带通信领域的一个里程专利。Harmuth和R&R使用了匹配滤波器接收方法，这个方法50年来一直应用，直到今天。VanEtten对UWB系统的经验测试得益于系统设计和天线设计理论的发展。1974年Morey为穿透地

6、面设计了一个UWB雷达系统，成为了地球物理学的调查系统公司(GSSI)的商业成功。此后其他的UWB雷达设计伴随而来。在60年代后期，Tektronix公司的示波器和无线接收器的发展，推动了UWB技术的前进，如Tektronix的型号为7S12时域接收器插件，它的取样电路用一个同步于短周期整流器的传输门使UWB信号分流。在HewlettPackard公司包括取样示波器发展在内的许多项进步对UWB设计都很重要。1964年，HewlettPackard和Tektronix分别产生了第一个时域装置用于测试。60年代，LawrenceLivermore国家实验室(LLNL)和洛萨拉摩斯国家

7、实验室(LANL)都进行了脉冲发射、接收和天线的最初研究。Cook和Bernfeld的书(1967)概述了1952年在SperryGyroscope公司开始的脉冲压缩,匹配滤波器和相互关系技术的发展。70年代，LLNL扩大了基于激光的测试研究到了脉冲测试研究。因此70年代早期UWB信号系统的基本设计是可行的，而且在这种系统中，并没有主要的问题。事实上46,到1975年用于通信或雷达的UWB系统可能从Tektronix公司购买部件构造出来。1978年班尼特和罗斯提出了著名的UWB脉