基于Logistic序列的UWB系统Rake接收机性能分析探讨.doc

基于Logistic序列的UWB系统Rake接收机性能分析探讨.doc基于Logistic序列的UWB系统Rake接收机性能分析探讨
摘要:依据混沌序列码元丰富,抗干扰能力强,优良的相关特性和白噪声统计特性,采用改进型Logistic映射迭代产生的混沌序列作为扩频序列,提出了多径信道下混沌U; Rake接收机

Performance Analysis for Rake Reciever of U技术的抗干扰性能优于TH-PPM技术,在发射机部分,混沌序列生成后,系统采用CDS-PAM调制。下面具体介绍CDS-PAM超宽带信号模型、IEEE U超宽带信号模型
在混沌超宽带通信系统中,首先把Logistic映射迭代产生的混沌序列作为直扩码,再利用混沌码对二进制序列进行编码来调制发射脉冲信号的幅度。其发射机产生的信号表达式为:
S(k)TX(t)=∑∞j=-∞E(k)TXd(k)jp0(t-jTS)(2)
式中:d(k)j为第k个用户的混沌调幅码,dj=ajcj,其元素值为±1,c(k)j是混沌跳时码,a(k)j是第k个用户的第j个脉冲传输的二进制数值(取值为1或者0);E(k)TX是每个脉冲携带的能量;p0(t)是基本脉冲经过能量归一化后的波形;TS是脉冲重复周期。
IEEE多径信道模型
混沌超宽带室内信道模型采用IEEE (S-V)多径信道模型。该模型中多径振幅衰落服从对数正态分布,多径分量的衰落相互独立,其信道冲激响应可以表示为:
h(t)=X∑Nn=1∑K(n)k=1αnkδ(t-Tn-τnk)(3)
式中:X为对数正态随机变量,代表信道的幅度增益;N为观测到的簇的数目;K(n)为第n簇内接收到的多径数目;αnk为第n簇中第k条路径的系数;Tn为第n簇到达时间;τnk为第n簇中第k条路径的时延。
根据信道环境的特征分为4种典型的信道模型,分别记为:
CM1:0~4 m的有直达径信道(LOS);
CM2:0~4 m的无直达径信道(NLOS);
CM3:4~10 m的无直达径信道(NLOS);
CM4:严重多径信道环境。
Rake接收
在混沌超宽带通信中,接收信号包含了大量的多径分量,因此可以通过多径分量能量的组合来提高接收机的信噪比,Rake接收机能够完成这一功能的接收技术。它是使用一组相关器,对每个多径分量使用一个相关接收机,各相关接收机与被接收的信号的多径分量之一进行相关运算,然后将这些相关接收机的输出根据其相对强度进行加权,并把加权后的每路输出合并成一个输出信号。系统中的分集合并技术采用最大比合并(MRC)方式,即加权系数是基于每个相关器输出的功率或信噪比(SNR)来确定的。
由于Rake接收机要在其性能和复杂度之间做一个平衡,因此可以有不同的多径选择方案:
(1) 完全A-Rake接收机,它组合所有的可分辨多径分量,其性能相对较好,但接收机的结构最复杂;
(2) P-Rake接收机,它选择前面到达的数个多径分量,接收机不对多径做选择,其结构比较简单;
(3) S-Rake接收机,它从接收的多径分量中选择几个最好的L个分量,经MRC技术进行合并,接收机要对多径分量做选择。