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超宽带无线通信(UWB)有两大方案:脉冲无线电(IR-UWB)和多载波(MC)调制,多载波方式中以多带OFDM(MB-OFDM)方案广受青睐。MB-OFDM作为一种可以有效对抗多径效应所引起的频率选择性衰落的高速传输技术,具有频谱利用的高效率和灵活性以及抗窄带干扰能力强等优点,成为IEEE802.15.3 a标准的提议之一,但存在硬件实现复杂度高、信号发射功率大等缺点。目前随着超宽带技术研究的不断深入,它已经迈入了商用化的阶段,但是应用中不得不考虑很多问题,例如:跟现有无线通信系统的共存,系统可靠性等。本文就是旨在研究现有的MB-OFDM系统,并寻求一些有效的途径对MB-OFDM系统进行改进,以得到某些性能上的提高。 本文对超宽带标准的两个提议方案(DS-CDMA和MB-OFDM)进行了概括性的比较,包括发射信号的幅度以及FCC的对两者的限制要求、抗多径性能、与现有无线通信系统共存性、微微网共用(SOP)、系统复杂度几个方面。通过比较看到,MB-OFDM方案在很多方面的性能要优于DS-CDMA方案。 本文研究了两种改进的MB-OFDM系统,一是利用新的Σ??调制器结构--N音Σ??调制器来产生和解调MB-OFDM信号。Σ??调制器被广泛应用在ADC、DAC的设计中,由于它具有很好的噪声整形效果,将噪声推向有用信号频带之外,能得到很高的分辨率。N音Σ??调制器是在传统的Σ??调制器的噪声谱中某些位置插入N个零点,即形成N个空隙,并填充在MB-OFDM信号频谱中,在接收端通过一个适当的数字滤波器滤除有用信号谱带外的噪声,提高系统总的信噪比。文章的第四章借助SIMULINK对N音Σ?? MB-OFDM UWB系统进行了仿真,仿真结果显示系统误码性能有所提高。 另一种改进的系统被称为脉冲OFDM(POFDM)超宽带系统,它的主要思想也是通过对MB-OFDM信号进行内插处理,在各取样点之间均匀插入K?1个“0”,将时域采样间隔降为1/K,信号在频域上产生总长为K个周期的延拓,得到信号频谱的展宽,在接收端通过对K个分集信号进行有效的合并处理。文章的第五章提出了一种简单的分集合并的方法,并利用这种方法构造了POFDM系统的仿真平台。通过对仿真数据的分析表明,系统的误码性能有所提高。 需要指出,上述两种方法对系统改进得到可靠性等性能的改善是以牺牲频谱的有效性为代价的,因为两者都减少了实际传数的子载波数目。尽管如此,我们认为这样的改进尝试还是有意义的,原因是MB-OFDM系统具有如此高的传输速率,在应用初期,降低一定速率而换取可靠性的提高、系统复杂度的降低是符合实际需要的,而且考虑到一些现有的无线通信技术方案,如WiFi、蓝牙、WiMAX等在传输速率上都无法和UWB系统相提并论,改进后的系统依然具有很大的优势。同时这些改进的思想无疑为MB-OFDM系统的研究提供了一种新的思路,为以后的研究做出了铺垫。