新型UWB信号波形研究与通信系统性能分析

"UWB无线系统的分析" 这篇硕士论文主要探讨了超宽带（Ultra-Wideband，简称UWB）无线通信系统的发射波形设计及其信道建模，提出了一个符合美国联邦通信委员会（FCC）频谱规定的新UWB信号波形。作者在深入研究UWB通信系统的理论基础上，分析了在存在多种干扰情况下的DS-BPSK UWB通信系统性能。通过MATLAB仿真，论文计算并展示了系统的性能，并讨论了扩频码序列的相关特性如何影响UWB通信系统对抗干扰的能力。 论文首先回顾了UWB技术的研究背景，阐述了UWB无线通信技术的基本定义和主要特征，包括它的发展历程、国内外研究概况、商业化进展以及物理层标准制定的现状。UWB技术以其超低功率、高时间分辨率和抗多径衰落的能力，被广泛应用于无线个域网、定位系统和雷达探测等领域。 接着，论文聚焦于UWB通信系统的发射波形。在分析了理想随机双极性数字调制的UWB脉冲信号功率谱密度后，提出了使用高斯脉冲五阶导数作为室内通信的UWB波形，以满足FCC的频谱规定并最大化实际可用带宽。此外，论文还对比了TH-PPM和DS-BPSK两种传统扩频调制方式下的功率谱密度，揭示了不同调制方式和扩频码对信号频谱的影响。 论文接下来探讨了IEEE 802.15.3a任务组采用的Intel提出的UWB信道模型，该模型考虑了多径传播和路径损耗。通过分析，论文展示了系统数据传输速率与通信距离之间的关系，并通过MATLAB仿真模拟了多径信道，比较了不同调制方式（如BPSK、Binary Orthogonal Signals和二进制DPSK）下RAKE接收机的性能。 最后，论文针对UWB系统的多径特性，详细研究了DS-BPSK UWB通信系统在多用户干扰（Multi-User Interference, MUI）和窄带干扰（Narrowband Interference, NBI）环境下的性能。通过建立真实的UWB多径信道模型，论文深入分析了这些干扰源如何影响系统的性能，并提出了解决策略。 这篇论文不仅在理论层面丰富了我们对UWB通信系统发射波形设计和信道建模的理解，而且通过实验和仿真提供了实用的系统性能评估，对于理解UWB通信系统在复杂环境中的行为具有重要价值。