本文關(guān)鍵詞：時間反演的空時聚焦特性研究及其在無線通信中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：時間反演(Time Reversal,TR)技術(shù)具有空時聚焦的特性。它首先應(yīng)用于聲學(xué)領(lǐng)域,作為水下通信的一種技術(shù),近年來又被引入無線通信領(lǐng)域。利用FDTD電磁算法,建立多徑復(fù)雜環(huán)境模型,可以明顯的看出時間反演的空時聚焦性。由于空時聚焦特性,時間反演技術(shù)可以方便的應(yīng)用到超寬帶(ultra-wideband,UWB)無線通信系統(tǒng)中,在多天線的配合下,不僅可以獲得非常高的陣列增益,提高信噪比,抑制用戶間干擾,簡化接收機(jī)的設(shè)計,還可以實(shí)現(xiàn)有效的保密通信。本文還將時間反演的概念進(jìn)行擴(kuò)展,理解成一種空時濾波的方法,提出了時間反演多天線OFDM方案。本文的主要工作如下:(1)利用FDTD電磁仿真算法,建立模型驗(yàn)證了時間反演的空時聚焦性,發(fā)現(xiàn)了時間反演的空時聚焦性和環(huán)境的復(fù)雜度息息相關(guān)。環(huán)境越復(fù)雜,空時聚焦性越明顯。同時天線的個數(shù)越多,時間反演的空時聚焦性也會越明顯。(2)利用上面原理,提出了時間反演多天線UWB系統(tǒng)。利用時間反演的特性,簡化了RAKE接收機(jī)的結(jié)構(gòu),提出了一路相關(guān)接收機(jī)。在環(huán)境足夠復(fù)雜的情況下,性能可以逼近理想接收機(jī)。然后研究了其系統(tǒng)的保密性能,并且首次提出了自干擾模式下的保密通信。最后分析了時間反演下的多用戶通信,證明時間反演可以有效的抑制用戶間干擾,提高發(fā)送速率。(3)在多天線OFDM系統(tǒng)下,將實(shí)空時碼和時間反演結(jié)合,利用時間反演濾波器所產(chǎn)生的特殊等效信道,解決了實(shí)空時碼不能采用高階調(diào)制的問題。當(dāng)天線個數(shù)大于2根時,依舊可以滿速率發(fā)送。仿真表明,本方案雖然損失了一定的性能,但是可以獲得更高的傳輸速率。
【關(guān)鍵詞】：時間反演 保密通信 空時聚焦 多天線 超寬帶無線通信 空時碼
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-11
• 1.1 研究背景概述8-9
• 1.2 時間反演技術(shù)概述9-10
• 1.3 論文內(nèi)容安排10-11
• 第二章 時間反演基本理論和概念11-19
• 2.1 波動方程的時間反演解11-13
• 2.2 時間反演腔問題13-18
• 2.2.1 聲學(xué)中的時間反演腔問題13-16
• 2.2.2 電磁場中的時間反演腔問題16-17
• 2.2.3 時間反演鏡17-18
• 2.3 本章小結(jié)18-19
• 第三章 時間反演空時聚焦的電磁仿真驗(yàn)證19-41
• 3.1 時域有限差分算法介紹19-27
• 3.1.1 三維問題的FDTD更新方程19-24
• 3.1.2 數(shù)值穩(wěn)定性和色散24
• 3.1.3 數(shù)值算例24-27
• 3.2 空時聚焦性27-35
• 3.2.1 單天線下的空時聚焦性27-31
• 3.2.2 多天線下的空時聚焦性31-35
• 3.3 對數(shù)據(jù)的后處理分析35-40
• 3.3.1 Clean算法介紹35-36
• 3.3.2 獲得模板信號36-38
• 3.3.3 提取時間反演后的等效信道38-40
• 3.4 本章小結(jié)40-41
• 第四章 時間反演在UWB系統(tǒng)中的應(yīng)用41-65
• 4.1 UWB信道模型41-46
• 4.1.1 S-V信道模型41-44
• 4.1.2 IEEE 802.15.3a UWB信道模型44-46
• 4.2 時間反演多天線UWB系統(tǒng)分析46-52
• 4.2.1 時間反演導(dǎo)致的陣列增益分析47-50
• 4.2.2 本系統(tǒng)的空時聚焦能力分析50-52
• 4.3 時間反演下的對應(yīng)接收機(jī)設(shè)計52-56
• 4.3.1 RAKE接收機(jī)原理53-55
• 4.3.2 時間反演下的一路相關(guān)接收方式55-56
• 4.4 保密性能分析56-60
• 4.4.1 直接利用空間聚焦性保密通信56-58
• 4.4.2 對保密通信的改進(jìn)-自干擾模式58-60
• 4.5 時間反演下的多用戶通信60-64
• 4.5.1 系統(tǒng)模型60-62
• 4.5.2 仿真分析62-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 第五章 時間反演在多天線OFDM系統(tǒng)下的應(yīng)用65-78
• 5.1 OFDM概述66-67
• 5.1.1 OFDM基本原理66-67
• 5.1.2 OFDM的實(shí)現(xiàn)67
• 5.2 空時塊碼編碼概述67-72
• 5.2.1 實(shí)空時塊碼70-71
• 5.2.2 復(fù)空時塊碼71-72
• 5.3 時間反演多天線OFDM系統(tǒng)72-77
• 5.3.1 發(fā)送端設(shè)計73-74
• 5.3.2 保護(hù)間隔的加入和去除方法及其對頻域信道系數(shù)的影響74-75
• 5.3.3 接收端設(shè)計75-76
• 5.3.4 仿真分析76-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 第六章 總結(jié)與展望78-80
• 6.1 本文工作總結(jié)78-79
• 6.2 工作展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-83
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文83-84
• 致謝84

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭權(quán)和;;用非線性折射產(chǎn)生時間反演的波前[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1978年05期

2 丁帥;王秉中;葛廣頂;王多;趙德雙;;基于時間透鏡原理實(shí)現(xiàn)微波信號時間反演[J];物理學(xué)報;2012年06期

3 章志敏;;時間反演操作的表示方法及其等效表達(dá)[J];寧夏大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年02期

4 張光e，

本文編號：291520