超宽带无线通信论文提纲

2022-11-15

论文题目：超宽带无线通信室内信道模型研究

摘要：超宽带通信是最近二十年兴起并受到广泛研究的无线通信技术。其用脉冲直接传递信息无需载波,因此系统收发设备简单。其能产生数GHz带宽,传输速率可以高达500Mbps甚至更高,因此系统传输速率高。其发送脉冲功率小,几乎低于白噪声,可以共享现有频谱,因此可缓解日益紧张的频谱资源。其传播有效距离一般在十米范围之内,所以超宽带通信主要应用于室内短距离高速率数据传输,在未来室内多媒体通信中有着广阔的应用前景。由于超宽带通信独特的大容量和潜在的应用前景,特别是在短距离多址无线通信方面,最近几年对其进行了广泛的研究。然而到目前为止,超宽带通信在许多重要方面的研究尚不深入。超宽带信号在室内环境下的传播特性是非常重要的一个方面,能够影响其未来应用的方向和范围等,甚至在一定程度上决定其能否成功应用。本文的目标是通过建立精确的超宽带信道模型达到彻底理解和掌握超宽带技术的精髓。信道特征就是从测量数据中抽取信道参数,然后用这个信道作为传播介质,反过来证实超宽带信道模型的精确性。数据测量可以用时域或频域等多种方法,建立信道特征测量实验要考虑到脉冲波形和天线作为整体传输的一部分,因为脉冲波形和天线特性对信道参数有很大的影响。基于此本文主要致力于超宽带无线通信室内信道模型研究。本文介绍了研究的背景及其意义和超宽带通信的主要应用,以及国内外研究现状。概述了超宽带通信结构和原理,以及超宽带室内信道建模方法,即：时域建模法和频域建模法,并分析比较了两种建模方法的优缺点。定性分析了影响信道测量的主要因素：脉冲波形、天线和建筑材料。研究分析了已有的信道模型,主要是对IEEE802.15.3a标准信道模型仿真分析,对模型的一些局限性进行了改进。研究了空间几何统计信道模型,基于单反射几何模型,推导了一般几何模型的时空分布、到达角分布和到达时间分布。针对室外室内环境建模的需要提出了圆环模型,分别推导了圆环模型的时空分布、到达角分布和到达时间分布,并且给出了对应的仿真图。最后总结了研究成果和展望未来研究方向。本文研究的主要内容：一,研究了信道模型建模方法：时域建模法和频域建模法,分别给出了其测量原理、组成、步骤和数据处理方法,并且分析比较两种测量方法的优缺点。定性分析了信号传播过程中失真的主要因素：脉冲波形、天线特性和建筑材料对信道测量的影响。二,研究了IEEE802.15.3a标准信道模型,并且仿真分析了四种环境信道模型,分别是：CM1, LOS,0-4m。CM2, NLOS,0-4m。CM3, NLOS,4-10m。CM4, NLOS,4-10m（?）（极端环境）。针对模型的一些不足之处进行改进,具体的就是：对于CM1、 LOS,0-4m环境,基于信号视距传播特点,提出将簇的个数定为两个,仿真新视距限定簇数模型,并与南加州大学实验数据相比较,发现修改后的新视距限定簇数模型更加拟合实测数据,优于原模型；对于CM2, NLOS,0-4m环境,基于多径信号成簇到达特性,修改信道模型参数,仿真表明,修改参数后的信道模型更能体现出信号成簇到达特性,与原参数相比能够更加拟合实测数据。三,研究了空间几何统计信道模型,主要是基于单反射几何模型,推导了一般几何模型的时空分布、到达角分布和到达时间分布。针对室外室内环境建模的需要提出了圆环模型,用简便的方法推导出圆环模型的时空分布、到达角分布和到达时间分布,并选择不同的空心率和环境参数给出了相应的仿真图。

关键词：超宽带;信道模型;模型仿真;空间几何;圆环模型

学科专业：系统分析与集成

摘要

Abstract

第一章绪论

1.1 研究背景及其意义

1.2 超宽带通信应用

1.3 国内外研究现状

1.3.1 超宽带通信研究现状

1.3.2 超宽带通信信道建模研究现状

1.4 本文研究的主要内容

1.5 本文结构与内容安排