不同信道下的超宽带无线通信系统Simulink仿真研究

建立了无多径AWGN信道、IEEE802.15.3a多径信道下的两种UWB通信系统仿真模型,给出了发射、信道、接收三个部分的仿真波形,实现了在高斯白噪声信道下点对点的通信,并表征了TH-PPM和TH-PAM两种调制方式。仿真结果表明:该模型能够很好地反映UWB信道的特征参数,可用于UWB的物理信道的研究分析,方便地用在UWB系统的设计研究。     

多音干扰下Nakagami-m信道传输Link16数据链的性能分析

Link16数据链的应用综合广泛,由于运用了跳扩频和编码技术使其具有强大的抗干扰能力。为了探究Link16数据链在衰落信道下的响应,在加性高斯白噪信道的基础之上,研究了Link16数据链经过Nakagami-m衰落信道的系统性能。着重推导了Link16数据链单脉冲结构在多音干扰下经过Nakagami-m衰落信道的误码率(bit error rate, BER)表达式,并给出了双脉冲结构BER公式。仿真实验结果验证了Link16数据链单脉冲结构在多音干扰下经过Nakagami-m衰落信道的BER公式的准确性,分析了多径参数对Link16数据链抗干扰性能的影响,得出增加衰落参数m和可分辨路径可以提升Link16数据链的系统性能,且当信干比一定、被干扰频点个数在25个及以上时系统BER达到10^-1。     

超宽带无线通信技术的新进展

首先简要介绍了超宽带(UWB)的系统性能特点及UWB的调制与多址接入技术,然后着重讨论了UWB的最新进展,包括:IEEE802.15.3aUWB多径信道模型,UWB的多入多出(MIMO)系统,UWB的正交频分复用(OFDM)系统以及定位于低速无线个域网(LR-WPANs)的802.15.4a标准。最后提出几个值得探索的研究方向,如:寻求一种新的适合分析非正弦窄脉冲的UWB系统的无线通信理论等。     

OFDM系统在时变色散信道中的精确建模与仿真

从通信系统建模与仿真的方法论为出发点,利用改进的JAKES仿真器实现单径Rayleigh衰落,采用抽头延时线模型实现时变色散信道,建立了OFDM系统在时变色散信道中的仿真模型。参照802.11a协议设定模型参数,给出了系统在AWGN信道、单径Rayleigh信道、多径Rayleigh信道下的BER性能。     

一种基于空频和星座编码的高效编码协作

协作分集可以有效地减轻无线信道衰落、改善无线通信系统性能。针对正交频分复用(OFDM)系统,提出一种高效编码协作协议。该协议将空频编码和星座编码相结合,可以提高频谱效率。推导了该协议的成对错误概率,分析了协作分集性能,给出了多径衰落信道下Viterbi译码器的判决度量计算公式。理论分析与仿真结果表明:新编码协作协议可以获得高频谱效率,用户间信道延迟扩展对系统误比特率(BER)性能影响较小,而上行链路信道的延迟扩展对系统BER性能影响较大。     

一种TH-PPM UWB快速捕获方案

针对脉冲位置调制(PPM)超宽带(UWB)的室内多径传播以及用户数据跳时(TH)多址接入特性,提出了基于预约协议的TH-PPM UWB快速捕获方案。该方案按照某种协议,预置有关参数,依次进行初始捕获和跳时捕获,把复杂的捕获问题分解成两个相对单一的简单捕获,从而有效降低捕获难度。初始捕获获得传输时延参数,跳时捕获捕捉到目标用户,经分别证实后进入收发数据的传输,性能分析显示了该方案的有效性。     

超宽带系统中的迭代多用户检测算法

针对超宽带通信系统的多用户检测问题,将Turbo理论中的迭代思想应用于跳时超宽带多址通信系统的多用户检测中,提出了一种基于Turbo码的多用户检测与跳时超宽带多址系统相结合的联合应用方案———迭代多用户检测器,并推导出了一种基于软干扰消除和最小均方误差(MMSE)滤波的低复杂度迭代多用户检测算法,仿真结果证明,在室内超宽带信道条件下,使用该算法的这种接收结构的性能显著优于传统接收机,经过几次迭代后多址干扰被有效地抑制,系统性能明显提高。     

密集多径信道中直接序列超宽带系统的性能分析

在密集多径信道中,通过研究直接序列超宽带(DS-UWB)的Rake接收机信号模型,分析了多径干扰给接收机性能带来的影响,提出了一种分析接收机巨能的半解析方法.这种方法将高斯分布函数展开成级数形式,省略了对不同数据序列取平均的过程,从而显著降低了性能分析的计算量.仿真结果表明,该方法能有效分析密集多径信道中DS-UWB Rake接收机的性能,分析结果与仿真结果相吻合,并且比用高斯分布近似多径干扰的方法精确.     

时间反演UWB通信系统的窄带干扰抑制

超宽带(ultra wide band, UWB)通信系统工作在3.1~10.6 GHz的频谱范围内,与现存的一些通信系统共用频谱资源。为了防止UWB通信系统对其他通信系统造成干扰,美国联邦通信委员会将UWB的室内辐射功率谱密度限制在-41.3 dBm/MHz以下,但UWB通信系统会受到其共存的窄带系统的严重干扰。针对此问题,本文在接收端设计了一种自适应无限脉冲响应陷波器,推导了-3 dB处的自适应带宽,同时结合最速下降算法,找到陷波器的最优带宽,从而抑制UWB中的窄带干扰(narrow band interference, NBI)。最后使用蒙特卡罗仿真验证出自适应陷波器有效抑制了时间反演(time reversal, TR)UWB通信系统中的NBI,提升系统误比特率(bit error rate, BER)。     

莱斯衰落信道下的干扰抵消均衡器

将干扰抵消(interference cancellation， IC)技术引入莱斯衰落环境中的单载波传输系统，构成一种具有抑制符号间干扰能力的高效均衡器。通过匹配滤波器(match filter， MF)或均衡器对发送信号初始检测，根据检测结果和信道状态信息构建通过各个路径的信号并从接收信号中抵消，只保留接收信号中的主径分量进行最终的解调译码。解调结果也可以用来重新构建多径信号，从而形成多级IC结构，提高检测性能。在SUI5信道模型下的 Monte Carlo仿真结果表明，多级IC均衡器可以明显地提高初始检测的性能；当检测级数相同时，初始检测采用均衡器可以比MF取得更优的性能。     

The influence of PRF on BER performance of THSS UWB radio systemwith PPM in dense multipath fading environments

1.INTRODUCTION Ultrawidebandwidth(UWB)radio,namedasim pulseradio(IR),hasrecentlybeengreatinterestin military,scientific,andcommercialsectors[1～3]. UWBradiosystemsusingtimehoppingspreadspec trum(THSS)andPPMareideallysuitedforfuture in buildingwirelesscommunications,astheyoperate atlowpowerlevels,providehighcapacityandallow toachievehighvariablebitrateswithgoodtransmis sionqualityindensemultipathfadingenviron ments[4～6].Becauseofthefinedelayresolutionprop ertiesofUWBsignals,whi…     

基于不同调制技术的多频带UWB-OFDM系统性能比较

多频带UWB-OFDM系统是高速、短距离WPANs物理层的理想接入方案,具有广阔的应用前景.研究了在AWGN和IEEE 802.15.3a UWB多径信道模型下,基于两种不同调制技术的多频带UWB-OFDM系统的误码性能,分析了多频带UWB-OFDM系统中插入保护间隔对其系统性能的影响.仿真结果表明:基于QPSK调制技术的UWB-OFDM系统较基于16QAM的系统有较好的误码性能.     

并行组合扩频非等概超宽带系统误码性能研究

基于并行组合扩频的超宽带通信系统,结合了并行组合扩频通信系统的高效通信能力和超宽带通信系统的良好保密性能,可以同时满足通信系统对高效性和安全性的要求。该系统中的并行组合扩频部分输出的信号具有非等概出现的特点,推导了在非等概情况下超宽带系统跳时M进制〖CD*2〗脉冲幅度调制（time hopping M ary pulse amplitude modulation, TH M PAM)方式的解调差错概率,并通过仿真验证了公式推导的正确性。在加性高斯白噪声信道条件下,建立系统仿真模型,对系统整体性能进行仿真。仿真结果表明,基于并行组合扩频的超宽带通信系统具有良好的误码性能,并且优于常规超宽带通信系统和基于连续波调制的并行组合扩频通信系统。     

无信号内干扰的MAMU-CDSK混沌通信系统

针对相关延迟键控(correlation delay shift keying, CDSK)系统误码性能差的缺点,提出无信号内干扰的多进制多用户CDSK(multiple ary multiple user CDSK with no intra signal interference, NISI-MAMU-CDSK)混沌通信系统。该系统能够传输多个用户的数据信息,并将各个用户的数据信息由二进制码元经分组后映射为多进制码元,同时通过编码一组相互正交的Walsh码序列来代替CDSK系统的延迟结构,使得解调时能够消除信号内干扰。推导了在加性高斯白噪声信道和Rayleigh衰落信道中的误码率公式并进行了蒙特卡罗仿真实验。理论分析与仿真结果表明:NISI-MAMU-CDSK系统有效提高了误码性能和传输速率,在混沌通信领域有很好的实际应用价值。     

单载波二维码分与频分多址系统及其性能分析

提出一种单载波二维码分与频分多址(single carrier two dimensional code and frequency division multiple access, SC-2DCFDMA)系统,借助时频二维扩频矩阵解决普通单载波码分与频分多址(single carrier code and frequency division multiple access, SC-CFDMA)系统中扩频因子与子带宽度之间的矛盾;构建了SC-2DCFDMA系统发送端与接收端的数学模型;分析了其在加性高斯白噪声信道和频率选择性信道下的理论误码率。仿真结果表明,理论与仿真误码率曲线吻合;在相同的扩频因子条件下,SC-2DCFDMA系统具有比SC-CFDMA系统更窄的用户子带宽度和更优的误码率性能;在多用户场景下,虽然信道的频率选择性会造成频域扩频码的正交性损失,但这种损失可由时域扩频码的正交性来弥补,从而使得SC-2DCFDMA系统的多用户性能优于SC-CFDMA系统。     

稀疏码分多址收发端改进方案的设计

为降低传统稀疏码分多址接入(sparse code multiple access,SCMA)系统的译码复杂度,同时保证系统误比特率(bit error ratio,BER)性能,考虑信道质量因素提出SCMA系统收发端改进方案.在接收端,提出基于信道质量动态选择节点改进消息传递算法(message passing al...     

Optimal design of basic pulse waveforms for THSS UWB radio systems

1.INTRODUCTION Recently,therehasbeenagreatinterestinUWBra dioforfuturehighrateshort rangewirelesscommu nications[1～4].Forhighlyresolvingmultipathand generatingUWBsignalswithrelativelylowcomplexi ty,UWBradiosystemsusuallyuseTHSSimpulse trainwithPPMtocarrydatainformation[5,6].That iswhyitissometimescalledimpulseradio(IR).The essenceofUWBradioisthatitdoesnotuseasinu soidalcarrierbutinsteadcommunicateswithaTHSS basebandsignalcomposedofsubnanosecondpulses withPPM.Thatis,UWBra…     

超宽带脉冲信号及对窄带通信系统的干扰分析

超宽带通信的优良特性使其成为继CDMA与蓝牙技术之后倍受人们重视的通信技术，但是其极宽的频谱分布对常规通信系统的干扰也成为人们担忧的问题。首先对UWB通信常用的几种高斯型极窄脉冲进行了时域与频域的分析，尽管几种波形都有极宽的频谱，但是功率谱分布规律却不相同，对频域中业已存在的常规通信系统构成干扰的程度也不相同。通过仿真分析表明，适当地选择极窄脉冲波形及相关信号参数可有效地降低这种干扰。