本文關(guān)鍵詞：60GHz脈沖通信系統(tǒng)相關(guān)問題研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展,具有高清分辨率的電影和電視制作日益增加,人們對能夠?qū)崿F(xiàn)高傳輸速率的無線通信的需求越來越迫切。但當前主要用于短距離無線通信的相關(guān)技術(shù),如Wi-Fi、UWB等,因頻譜資源、發(fā)射功率等因素的限制,無法實現(xiàn)Gbps級的傳輸速率。60GHz無線通信技術(shù)憑借高達數(shù)Gbps的傳輸速率,免許可使用的數(shù)GHz帶寬和高達10W的發(fā)射功率,超強的抗干擾能力和易阻隔特性等優(yōu)勢,使其成為實現(xiàn)短距離高速無線通信的首選技術(shù),被認為是未來最有發(fā)展前途的無線傳輸之一,受到了廣泛的關(guān)注。目前,關(guān)于60GHz無線通信技術(shù)研究的熱點主要包括60GHz高速無線通信芯片工藝、信道測量、收發(fā)系統(tǒng)設(shè)計以及硬件電路設(shè)計等,而對60GHz脈沖發(fā)生器的設(shè)計方案、容量或者誤碼率的分析等少有涉及和研究。而且,到目前為止,幾乎所有的60GHz脈沖系統(tǒng)方案的設(shè)計都是在單載波或OFDM調(diào)制技術(shù)的基礎(chǔ)上來實現(xiàn)的,但這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜、功耗高、對多徑衰落敏感,會花費較高的成本和代價,不利于系統(tǒng)整體的設(shè)計和實現(xiàn)。基于以上問題,本文從有載波和無載波兩種方式設(shè)計了幾種60GHz脈沖,并在此基礎(chǔ)上提出了一種60GHz脈沖發(fā)生器的設(shè)計,且均符合FCC頻譜掩模的規(guī)定。通過對幾種脈沖的比較可知,在相同信噪比下,其誤碼率差別很小,性能改善也不明顯,所以在選擇脈沖時,要綜合考慮各方面的影響因子,最終確定理想的設(shè)計方案。雖然,基于載波的60GHz脈沖的頻譜利用率稍微低于無載波60GHz脈沖,但是在硬件實現(xiàn)上電路結(jié)構(gòu)比較簡單,易于電路設(shè)計和系統(tǒng)的實現(xiàn),所以優(yōu)先選擇。本文針對以上問題展開闡述,首先對60GHz無線通信的背景進行了簡單描述,介紹了60GHz無線通信的特點與優(yōu)勢、研究現(xiàn)狀以及面臨的問題和挑戰(zhàn)。其次介紹了60GHz毫米波傳播特性和信道模型,且主要介紹了IEEE 802.15.3c信道模型：大尺度衰落和小尺度衰落的相關(guān)特性,并為其建立了數(shù)學模型,以便后續(xù)研究。然后設(shè)計了三種60GHz脈沖波形并提出了一種基于頻譜搬移法的60GHz脈沖發(fā)生器的設(shè)計,并進行了容量和誤碼率的性能分析。本文通過對60GHz脈沖系統(tǒng)的性能研究,有如下幾點結(jié)論：一,脈沖波形的選擇十分重要,會影響整個系統(tǒng)的性能,所以要合理地設(shè)計60GHz脈沖。二,60GHz無線通信系統(tǒng)是適用于短距離的高速無線通信。三,CM1信道的信號能量主要集中在第一條即最先到達的多徑內(nèi),其他路徑所含能量可以忽略不計。CM2信道下,由于反射、散色等因素影響,多徑現(xiàn)象表現(xiàn)的非常明顯,能量也比較分散,最先到達的路徑并非能量最集中的路徑,是典型的頻率選擇性多徑衰落信道。四,參數(shù)的選擇和設(shè)置也對脈沖波形有著重要的影響,所以要合理地設(shè)置參數(shù),讓仿真結(jié)果更接近實際需要。本文對60GHz毫米波的特點以及信道的分析、脈沖波形以及脈沖發(fā)生器的設(shè)計、容量和誤符號率的研究工作,在一定程度上對60GHz脈沖無線通信的理論基礎(chǔ)進行了完善,可以為將來相關(guān)系統(tǒng)或電路方面的設(shè)計提供一定的理論支持和幫助,根據(jù)后續(xù)不同的需求,可以對此脈沖發(fā)生器稍加改動,從而可以應用于UWB脈沖發(fā)射部分,或者用于下變頻采樣接收機等,將會有很好的應用價值。這對促進60GHz無線通信技術(shù)的進一步研究和應用將具有十分重要的意義。
【關(guān)鍵詞】：60GHz 信道模型 傳播特性 60GHz脈沖發(fā)生器 容量 誤碼率
【學位授予單位】：中國海洋大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN928
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 1 緒論11-20
• 1.1 研究背景11
• 1.2 60GHz無線通信的特點及應用11-15
• 1.2.1 60GHz無線通信的特點11-13
• 1.2.2 60GHz無線通信的應用13-15
• 1.3 60GHz無線通信技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 60GHz系統(tǒng)技術(shù)熱點以及面臨的問題和挑戰(zhàn)17-18
• 1.4.1 60GHz系統(tǒng)技術(shù)熱點17-18
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)18-20
• 2 60GHz無線通信系統(tǒng)信道模型20-33
• 2.1 60GHz信道的傳播特性20-21
• 2.2 60GHz無線信道衰落模型21-23
• 2.2.1 AWGN信道21-22
• 2.2.2 瑞利信道模型22
• 2.2.3 萊斯信道模型22-23
• 2.2.4 Nakagami衰落信道23
• 2.3 IEEE 802.15.3c信道模型23-32
• 2.3.1 大尺度衰落23-25
• 2.3.2 小尺度衰落特征25-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 3 60GHz系統(tǒng)脈沖的設(shè)計33-50
• 3.1 60GHz脈沖波形設(shè)計34-41
• 3.2 60GHZ脈沖發(fā)生器的設(shè)計41-47
• 3.2.1 UWB脈沖發(fā)生器41
• 3.2.2 階躍恢復二極管和共面波導41-42
• 3.2.3 超寬帶脈沖的設(shè)計42-44
• 3.2.4 產(chǎn)生60GHz脈沖44-47
• 3.3 常用調(diào)制方式47-49
• 3.3.1 脈沖幅度調(diào)制(PAM)47-48
• 3.3.2 相移鍵控調(diào)制(PSK)48
• 3.3.3 脈沖位置調(diào)制(PPM)48-49
• 3.4 本章小結(jié)49-50
• 4 脈沖波形對60GHz系統(tǒng)性能及容量的影響50-60
• 4.1 CM1信道下的容量研究50-51
• 4.2 CM2信道中的容量研究51-53
• 4.3 脈沖60GHz多用戶容量分析及仿真53-59
• 4.3.1 脈沖60GHz多用戶容量分析及仿真55-57
• 4.3.2 脈沖60GHz多用戶誤符號率分析及仿真57-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 5 總結(jié)與展望60-62
• 參考文獻62-66
• 致謝66-67
• 個人簡歷67
• 發(fā)表的學術(shù)論文67
• 參與的科研項目67

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本文編號：407848