MISO-UWB系统中时间反演技术的应用与优势

本文探讨了时间反演（Time Reversal, TR）技术在多输入单输出（Multiple Input Single Output, MISO）超宽带（Ultra-wideband, UWB）通信系统中的应用，旨在解决UWB通信面临的挑战，如多径能量收集、接收端复杂度降低和码间干扰抑制。通过将TR技术与MISO系统结合，可以实现空时聚焦，从而提高系统性能并简化接收端设计。 0 引言 超宽带通信因其低功率、高数据速率和抗干扰能力而在短距离无线传输中占据重要地位。然而，它也存在一些问题，如多径衰落和接收端复杂性。TR技术是一种有效的解决方案，它利用信道的逆过程来聚焦能量，从而改善通信质量。 1 TR 技术的数学模型与空时聚焦 TR的基本思想是利用回波信息来精确地重建原始信号。在MISO系统中，每个天线发射经过特定预滤波处理的信号，这些信号在接收端会形成空间和时间上的聚焦，增强了信号强度，降低了非目标用户的接收概率，确保了通信的保密性。 1.1 脉冲MISO-TR系统 文章描述了一个3×1的MISO-TR系统，其中每个天线的信道脉冲响应和预滤波器决定了信号传输的特性。预滤波器的设计基于信道的相位共轭，以实现最佳的能量聚焦。 2 系统性能比较 对比了单输入单输出（SISO）-TR与MISO-TR的聚焦性能，结果显示MISO-TR在空间聚焦方面有显著优势，这归因于多天线阵列带来的增益。 3 仿真与分析 通过仿真，证明了一路相关接收机即可实现良好的接收性能。同时，MISO-TR系统在与SISO-TR的性能对比中表现出色，尤其是在保密通信方面，因为非目标用户难以解码信息。 4 结论 通过结合时间反演和MISO技术，UWB通信系统能够实现高效、低复杂度的通信，同时提供出色的保密性。这一方法为UWB通信的未来发展提供了新的思路和优化方案。 关键词：超宽带；时间反演；多输入单输出；空时聚焦；保密通信 该文深入研究了TR技术在UWB通信中的应用，为UWB系统的性能优化提供了理论基础和实证支持，对于未来超宽带通信系统的设计和安全通信策略的制定具有重要参考价值。