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超宽带通信技术以其强抗多径衰落、高速率、低功耗等优良特性而备受关注。超宽带系统利用纳秒及亚纳秒量级的极窄脉冲实现通信,使得系统对同步错误非常敏感,因此实现快速捕获的同步技术就显得尤其重要。此外,其强抗多径衰落性能就来源于极窄脉冲良好的时间分辨率,致使超宽带系统尤其适合密集多径的室内短距高速通信,因此在多径信道条件下UWB通信系统的同步捕获成为研究的重要方向。为了更好的探讨UWB同步捕获技术,本文重点对多径信道条件下UWB通信系统的同步捕获技术进行了研究。本文的主要工作及创新点如下: 1)首先介绍了超宽带技术的发展历史、技术特点以及研究状况;接着分析了超宽带无线通信系统脉冲信号、无线传播信道及其调制方式;最后介绍了以相关方式为基础的捕获技术,其是研究捕获UWB帧内脉冲的前提和基础。 2)在密集多径信道条件下,对捕获UWB信号的五种顺序捕获算法进行了分析,进而对理想情况下(虚警概率为0,检测概率为1)五种捕获算法的平均捕获时间公式进行了详细的推导;仿真结果表明比特反转搜索算法所需的平均捕获时间最短,并通过仿真验证了结果的正确性;同时应用单个PN码捕获原理,自行设计了以一定的检测概率、虚警概率、惩罚时间的线性搜索算法和查看与跳跃m个单元搜索算法,并对其所需的平均捕获时间表达式进行了推导,最后对仿真结果进行了分析。 3)分析了捕获单个信号的多移位量捕获算法,结合Markov链理论设计了UWB接收系统中捕获具有多径时延特性的帧脉冲波形的多移位量搜索算法,并对所需平均捕获时间表达式进行了推导;最后使之与线性搜索算法、查看与跳跃 m个单元搜索算法进行了仿真对比,显示了该算法在减少平均捕获时间方面的优越性。