UWB多正交脈沖波形的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、人類(lèi)現(xiàn)在已步入了信息化時(shí)代，通信技術(shù)對(duì)信息化進(jìn)程起著重要的作用，然而影響通信技術(shù)發(fā)展的問(wèn)題是頻譜資源不足，超寬帶(Ultra-Wideband, UWB)通信技術(shù)為解決頻譜資源匱乏問(wèn)題提供了一種新方法。由于超寬帶脈沖波形設(shè)計(jì)與形成技術(shù)決定了頻譜模板的利用率、通信系統(tǒng)的可靠性和能否與窄帶通信系統(tǒng)共存，不同用戶(hù)使用互為正交關(guān)系的脈沖能夠降低多用戶(hù)干擾和增大通信系統(tǒng)信道容量，因此設(shè)計(jì)出滿(mǎn)足美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(Federal Communica

2、tion Commission, FCC)頒布的頻譜模板要求，并最大化頻譜模板利用率的超寬帶多正交脈沖有著至關(guān)重要的意義。
　　本文使用非線性相位有限沖擊響應(yīng)(Finite Impulse Response, FIR)數(shù)字濾波器系數(shù)線性組合高斯系列基本脈沖函數(shù)設(shè)計(jì)超寬帶多正交脈沖，在滿(mǎn)足FCC頒布的頻譜模板約束條件下最大化頻譜模板利用率，其形成的數(shù)學(xué)模型類(lèi)似于沒(méi)有相位要求的FIR數(shù)字濾波器設(shè)計(jì)問(wèn)題。由于該模型是非凸的，因此很難求解

3、。針對(duì)該非凸模型難以求解問(wèn)題，本文采用迭代橢圓誤差約束l1范數(shù)最小化方法近似求解。本文主要貢獻(xiàn)與創(chuàng)新如下：
　　1.針對(duì)滿(mǎn)足FCC頻譜模板約束條件下最大化頻譜模板利用率形成的非凸數(shù)學(xué)模型難以求解問(wèn)題，本文采用迭代橢圓誤差約束l1范數(shù)最小化，把非凸的問(wèn)題轉(zhuǎn)換為一系列凸子問(wèn)題。給出了超寬帶單脈沖脈沖設(shè)計(jì)新算法1。研究了不同基本信號(hào)(高斯函數(shù)的前15階導(dǎo)函數(shù))對(duì)設(shè)計(jì)出來(lái)的超寬帶單脈沖頻譜模板利用率的影響。研究結(jié)果表明高斯單周期脈沖，高斯

4、二階導(dǎo)函數(shù)脈沖作基本脈沖設(shè)計(jì)出來(lái)的超寬帶單脈沖的頻譜模板利用率比較高，更適合設(shè)計(jì)超寬帶單脈沖。
　　2.設(shè)計(jì)了超寬帶多正交脈沖，適合在多用戶(hù)環(huán)境下使用，避免了用戶(hù)之間相互干擾。即在設(shè)計(jì)超寬帶單脈沖的基礎(chǔ)上加入不同脈沖之間相互正交的條件，形成的數(shù)學(xué)問(wèn)題仍然是非凸的，采用相同的方法——迭代橢圓誤差約束l1范數(shù)最小化，給出了設(shè)計(jì)超寬帶多正交脈沖新算法2。利用高斯單周期函數(shù)和高斯二階導(dǎo)函數(shù)做基本脈沖分別設(shè)計(jì)出15條超寬帶多正交脈沖，與現(xiàn)有