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超宽带(UWB)系统与现有窄带系统之间的干扰问题是超宽带系统研究的核心课题之一。论文以脉冲超宽带系统为研究对象,研究了脉冲超宽带信号的干扰机理及其干扰特性。在此基础上,对于超宽带系统与其他无线系统之间的干扰进行了计算和仿真,并研究了极性随机化、自适应波形设计,以及认知超宽带能量检测等干扰抑制技术,以达到抑制UWB干扰并提高频谱利用率的目的。
第二章介绍了脉冲超宽带系统信号模型,并对UWB功率谱密度进行了分析。UWB的功率谱包括连续谱和离散谱,其中连续谱是由UWB信号脉冲波形决定的,接下来基于高斯波形,对如何设计UWB脉冲波形来获得满足FCC频谱掩码要求频谱的方法进行了深入研究。
第三章重点分析了脉冲超宽带信号重要调制参数对信号频谱结构的影响,进一步研究了脉冲UWB在窄带接收机中的干扰形式,对UWB信号在窄带接收机的时域响应表达式进行了推导。接下来,论文采用功率谱线旋律干扰特性分析方法,以M-PAM系统为例进行了脉冲UWB信号对窄带系统的干扰分析及性能仿真。
第四章分析了UWB系统对于原有窄带系统的干扰。考虑到UWB系统作为一个新的系统,为了更加准确的计算多个UWB设备的累积干扰对原有窄带接收机的影响,作者通过被干扰接收机特性参数的研究,基于被干扰接收机灵敏度,对于FCC和ETSI频谱掩码下UWB系统对WLAN、GSM和WCDMA等接收机的干扰情况进行了全面分析和仿真。
从脉冲超宽带的干扰机理来看,可以通过功率谱的优化控制来进行干扰抑制。第五章首先对消除UWB离散谱的方法进行了研究,并提出了采用极性随机化方法来消除TH-PPM离散谱的有效方法。接下来,在前面波形研究的基础上,利用椭球波函数的特性,设计出能满足特定频谱掩码要求的自适应脉冲波形。仿真结果表明,这些方法都能够有效的控制脉冲UWB信号的功率谱,达到干扰抑制的效果。
第六章介绍了认知超宽带无线通信系统的定义和基本认知循环过程,重点分析了频谱感知中的能量检测原理和方法,提出了基于频谱感知位置信息的功率控制算法,该算法利用干扰温度的概念,研究了AWGN无衰落信道下的认知超宽带用户在检测频段上的功率控制方法。
论文的研究工作为UWB系统的干扰分析和干扰抑制提供了系统有效的方法,也为今后继续探索改进现有或提出新的认知超宽带系统打下了坚实的基础。