基于窄脈沖的中繼協(xié)作超寬帶通信系統(tǒng)研究.pdf

1、窄脈沖超寬帶無線電技術(shù)一直被認(rèn)為是未來高速、低成本無線個(gè)域網(wǎng)物理層的標(biāo)準(zhǔn)，它通過發(fā)送功率譜密度極低、帶寬很寬（絕對帶寬＞500MHZ，相對能量帶寬＞0.2～0.5）的信號來進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。超寬帶無線通信系統(tǒng)擁有其它短距離無線通信系統(tǒng)所不具備的優(yōu)點(diǎn):功率消耗低、對其它無線通信系統(tǒng)的干擾低、數(shù)據(jù)傳輸速率高、時(shí)間分辨率高等。但是，低功率消耗會(huì)限制超寬帶通信系統(tǒng)的覆蓋范圍，擴(kuò)展覆蓋范圍又會(huì)影響系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率。
　　 協(xié)作傳輸?shù)幕舅枷刖?/p>

2、是無線網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)作終端共享各自的天線通過分布式傳輸和信號處理來來形成一個(gè)虛擬MIMO系統(tǒng)。近年來，協(xié)作傳輸技術(shù)被廣泛的用在現(xiàn)代通信系統(tǒng)當(dāng)中，擴(kuò)展通信覆蓋范圍，提升通信服務(wù)質(zhì)量(QoS)。為了解決功率消耗和覆蓋范圍之間的矛盾，本文通過窄脈沖超寬帶系統(tǒng)的協(xié)作傳輸來提升系統(tǒng)性能。
　　 本文的主要工作就是研究協(xié)作超寬帶通信系統(tǒng)所涉及的信號處理算法設(shè)計(jì)、性能分析以及系統(tǒng)聯(lián)合優(yōu)化問題，并且提出了基于矩生成函數(shù)(MGF)的方法來分析室內(nèi)多徑

3、環(huán)境下超寬帶系統(tǒng)的性能，獲取了不同中繼方案下兩跳超寬帶系統(tǒng)誤比特率的近似閉式表達(dá)式，為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。
　　 具體來說，本論文的主要工作集中在以下幾個(gè)方面:
　　 1)研究超寬帶通信多徑衰落中的分組（群）衰落特性，構(gòu)建協(xié)作超寬帶通信系統(tǒng)下的衰落信道模型并分析其特點(diǎn)。
　　 2)在對協(xié)作通信系統(tǒng)典型性能分析方法深入研究的基礎(chǔ)上，針對超寬帶特有的信道模型，確定適合于復(fù)雜多徑衰落環(huán)境下協(xié)作超寬帶系統(tǒng)性能分析方

4、法，采用概率論知識(shí)，運(yùn)用矩生成函數(shù)的方法推導(dǎo)出更為實(shí)際準(zhǔn)確的系統(tǒng)性能理論分析結(jié)果。
　　 3)全面考慮各種協(xié)作通信方案，設(shè)計(jì)合理的中繼節(jié)點(diǎn)信號處理算法，針對復(fù)雜多徑衰落環(huán)境分析AF、DF以及DTF等協(xié)作方案對系統(tǒng)性能的影響，獲得不同中繼方案下協(xié)作超寬帶系統(tǒng)誤比特率的近似閉式表達(dá)形式。
　　 4)在獲得協(xié)作超寬帶系統(tǒng)誤比特率的近似表達(dá)式的基礎(chǔ)上，以增加吞吐量、減小誤比特率為目標(biāo)在MAC層進(jìn)行中繼節(jié)點(diǎn)的選擇，在物理層確定所選

5、中繼節(jié)點(diǎn)的適宜采用的中繼模式，最終實(shí)現(xiàn)協(xié)作超寬帶系統(tǒng)的跨層聯(lián)合優(yōu)化，在更大程度上提高系統(tǒng)性能，增加覆蓋范圍。
　　 基于超寬帶信道模型和協(xié)作通信系統(tǒng)性能分析方法的研究，我們在協(xié)作超寬帶系統(tǒng)性能分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了一些創(chuàng)新。
　　 本文當(dāng)中我們提出使用基于MGF的性能分析方法獲得了兩跳超寬帶系統(tǒng)平均誤比特率的近似閉式表達(dá)式，為系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)，節(jié)約了以往系統(tǒng)仿真耗費(fèi)時(shí)間大的問題，至此我們可以更加直觀的考察不同的