【摘要】：在軍事、公共事業(yè)和商業(yè)通信系統(tǒng)等領域,超寬帶由于具有發(fā)射功率低、穿透能力強、多徑分辨能力強及處理增益高等優(yōu)點而得到廣闊應用。定時估計是超寬帶信號處理中的一個重要課題。高度周期性的結構使得脈沖和基于多載波的超寬帶信號表現(xiàn)出高度的循環(huán)平穩(wěn)性,與此相關的循環(huán)譜特性可以用來進行超寬帶信號的多種信號處理任務。二階循環(huán)平穩(wěn)中的兩個數(shù)學工具:循環(huán)自相關函數(shù)以及譜相關密度函數(shù)使得循環(huán)譜理論應用于超寬帶信號中的定時估計分析成為可能。本論文通過推導超寬帶信號TH-PPM和DS信號的碼片級和符號級延時的循環(huán)自相關函數(shù)和譜相關密度函數(shù)進而完成定時估計任務。本論文的超寬帶定時估計包括循環(huán)譜定時估計和高階矩定時估計兩個部分的研究。其中,循環(huán)譜定時估計是針對碼片級延時的超寬帶信號定時估計,高階矩定時估計則是針對符號級延時的定時估計。首先闡述超寬帶信號中的高斯脈沖信號;脈沖位置調(diào)制、脈沖幅度調(diào)制、跳時擴頻以及直接序列擴頻等擴頻調(diào)制方式;然后介紹超寬帶系統(tǒng)中常用的三種定時估計方法。接著分析循環(huán)平穩(wěn)理論中的一階、二階循環(huán)平穩(wěn)以及譜估計的方法。然后進行超寬帶信號的碼片級延時定時估計,在建立TH-PPM和DS信號模型的基礎上,推導其循環(huán)自相關函數(shù)以及譜相關密度函數(shù)的表達式,通過MATLAB仿真出這兩種信號的譜相關密度函數(shù)三維圖,由仿真結果、參數(shù)設置計算和推導結果進行碼片級的超寬帶信號定時估計。最后的符號級延時定時估計是在碼片級延時定時估計的基礎上,利用三階統(tǒng)計量進行的推導、仿真和高階矩定時估計。通過仿真計算,本論文完成了定時估計任務,并且利用本論文的研究成果,通過簡單的改進,可以實現(xiàn)更高精度的定時估計。
[Abstract]:Ultra-wideband (UWB) has been widely used in military, public utility and commercial communication systems due to its advantages of low transmission power, strong penetration, high multipath resolution and high processing gain. Timing estimation is an important subject in UWB signal processing. The highly periodic structure makes the pulse and UWB signals based on multi-carrier have a high cyclic stationarity, and the related cyclic spectral characteristics can be used to deal with various signal processing tasks of UWB signals. Two mathematical tools in second order cyclic stationarity, cyclic autocorrelation function and spectral correlation density function, make it possible for the cyclic spectrum theory to be applied to the timing estimation analysis of UWB signals. In this paper, the cyclic autocorrelation function and spectral correlation density function of chip level and symbol level delay for TH-PPM and DS signals of UWB signal are derived to complete the task of timing estimation. The UWB timing estimation in this paper includes two parts: cyclic spectrum timing estimation and high order moment timing estimation. Among them, cyclic spectrum timing estimation is for chip level delay of UWB signal timing estimation, high order moment timing estimation is for symbol level delay timing estimation. In this paper, Gao Si pulse signal in UWB signal, pulse position modulation, pulse amplitude modulation, time-hopping spread spectrum and direct sequence spread spectrum modulation are introduced, and then three common timing estimation methods in UWB system are introduced. Then the first and second order cyclic stationary and spectral estimation methods in cyclic stationary theory are analyzed. Secondly, the chip level delay timing estimation of UWB signal is carried out. Based on the TH-PPM and DS signal models, the expressions of cyclic autocorrelation function and spectral correlation density function are derived. The spectral correlation density function of these two kinds of signals is simulated by MATLAB. The timing estimation of chip level UWB signals is carried out by simulation results, parameter setting calculation and derivation. Finally, the symbol level delay timing estimation is based on the chip level delay timing estimation, and the derivation, simulation and high-order moment timing estimation are carried out by using third-order statistics. Through simulation, the task of timing estimation is completed in this paper, and a more accurate timing estimation can be realized by simple improvement using the research results of this paper.
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN911.23

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本文編號：2419073