基于UWB系统的Rake接收机性能分析及研究-微电子学与固体电子学专业论文.docx

基于 UWB 系统的 Rake 接收机性能分析及研究 学科名称：微电子学与固体电子学 学科门类： 工 学 学生姓名： 郝楠 签 名： 指导教师： 余宁梅 教授 签 名： 牛兰奇 副教授 签 名： 申请日期： 2006 年 2 月 摘要 超宽带（UWB，Ultra-WideBand）无线通信技术具有通信容量大，辐射功率谱密度低，抗多径干扰 和电磁干扰，结构简单和保密性好等优点，成为下一代无线通信的关键技术之一，许多国家都给与了 很高的重视，很多研究机构和公司都投入了大量的人力、财力。利用 UWB 极窄脉冲通信，是对无线频 谱资源利用进行新的探索，开辟时域电磁波应用的新领域。 本论文是由日本 OKI 公司出资支持，利用 XtremeSpectrum 公司的直扩超宽带（DS-UWB）系统方案, 基于 MATLAB 计算机仿真软件平台，对整个系统进行仿真试验，希望可以借助此仿真平台对整个系统进 行深入研究，对超宽带理论公式模型进行验证，并借此提升系统性能，为最终 DS-UWB 系统硬件实现打 下良好基础。 研究内容主要分为两个部分：一是结合窄带系统已有的理论经验，对超宽带系统的性能进行数学 推导并进行仿真分析、验证，重点是接收机部分；二是建立整个系统的计算机仿真平台，对整个超宽 带系统进行仿真研究。 首先针对 Rice 和 Rayleigh 两种基本的信号传输多径分布情况，基于传统窄带无线通信技术，对 超宽带 Rake 相关接收机进行理论推导，并对几种 Rake 相关合并方式、Rake 相关接收机的复杂度与系 统性能之间的平衡关系进行了分析及仿真试验；基于 XtremeSpectrum 公司的 DS-UWB 系统规范，根据 具体的技术协议，利用 Matlab 及 C 语言对系统模型进行构建，分析研究其性能，并进一步对前述理论 模型作了验证，希望可以将其应用于系统中，最终完善系统功能。编写实现了 UWB 系统中信号编码、 802.15.3a 信道模型、同步捕获跟踪、Rake 接收机及信号解码还原等功能模块。使系统向实用化阶段 发展更近了一步；并基于上述经验对两种现有 UWB 标准进行分析比较。 关键词：超宽带无线通信；合并；信道估计；视距；非视距；  Measurements and analyses of the UWB Rake receiver performance Subject: Micro-electronics Solid electronics Name: Hao Nan Signature: Tutor: Yu Ning-mei Signature: Niu Lan-qi Signature: Data: Feb-2006 ABSTRACT For the advantage of extremely low power spectral densities, excellent immunity to interference fromother radio systems, exceptional multipath immunity, capable of high bandwidth, multi-channel performance and high system capacity, the Ultra-WideBand technology has become the key technology of the next generation of wireless communication. It has aroused much attentions. More and more institutes and company are investing in this field. The UWB wireless communication technology is new exploration of radio spectrum, and this will develop new fields of time-domain spectrum. This programes came by the financial support from OKI company and based on the specifications of Direct-spectrume UWB from XtremeSpectrum company, simulated the system on the MATLAB, hoped to use this model to go ahead our study and examined the theoretical exp