如何进行超宽带无线通信系统中同步技术的设计研究

　　超宽带无线通信系统中同步技术的研究与窄带通信系统相比，超宽带技术（UItra-wideband，UWB）具有低成本、低功耗、高传输速率和良好的多径分辨能力等优点，在商业、家庭和个人多媒体网络设备方面都有很广阔的应用前景，因此近年来受到了业界的普遍关注。目前IEEE标准化组织已经将超宽带无线通信技术作为高速无线个域网物理层的实现方案。

　　UWB无线通信技术具有传统通信系统所没有的优势，但是其走向实用尚需解决诸多的关键技术。与其它通信系统一样，超宽带通信系统中的同步是非常重要的。超宽带系统中的接收机只有清楚地知道接收信号的传输时延，将本地“模板”信号与其同步，才能实现接收信号的解扩和解调。由于UWB系统使用ns级/亚ns级窄脉冲传递信息，而且超宽带信道为密集多径信道，具有严重的频率选择性衰落，使得解决UWB通信系统中的同步问题非常困难，成为UWB通信系统面临的主要挑战之一。

　　本文主要致力于高速DS-UWB通信系统中同步技术的研究。论文前三章对超宽带技术的发展历史、定义、特点、关键技术和挑战，以及信道模型和系统模型做了简单介绍。第四章主要介绍了同步技术，对传统的和现有的同步捕获方法做了介绍和归纳。

　　论文第五章对高速DS-UWB系统中的同步技术进行了深入分析和研究。我们提出了两种捕获方法。首先，提出了一种改进的two-stage同步捕获算法。在该算法中，通过每个阶段中使用不同的步长和门限，来完成快速可靠的UWB信号捕获。

　　其次，又提出一种联合扩频序列的同步捕获算法。该算法是利用两个相对较短的扩频序列来得到一个符合扩频要求的长扩频序列，在接收端针对扩频序列的特点来设计同步方法。为了评估所提出算法的性能，我们利用802.15.3a工作组建议的信道模型进行了仿真。结果表明，与传统捕获算法相比，Two-Stage捕获算法在平均检测时间和漏检概率性能上都有很大提高，联合扩频序列捕获算法在不损失平均漏检次数性能的情况下，能够大幅度减少平均检测时间。