基于Logistic序列的UWB系统Rake接收机性能分析探讨.docx

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UWB通信系统。针对该系统Rake接收机的性能进行分析,重点仿真了不同信道、不同支路、不同扩频码情况下的Rake接收机性能,由分析和仿真可知,系统性能得到了改善,抗干扰能力增强。关键词:混沌;超宽带;CDS-PAM;Rake接收机 PerformanceAnalysisforRakeRecieverofUWBRadioSystemBasedonLogisticSequences JIANGChun-Yan1,2,GULi-min (,Nanjing10017,China;.NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Nanjing10016,China) Abstract:Becausechaoticsequencehasrichcodeelementsandgoodcapabilityofanti-jamming,thepropertiesofgoodcorrelationandwhitenoisestatistician,thechaoticsequencesarecreatedbyiterationmethodsbasedonadvancedLogistic-map,andtheyareappliedintheUWBsystemundermultipathchannelmodel,-,andthecapabilityofanti-jammingisgood. Keywords:chaos;UWB;CDS-PAM;Rakereceiver 0引言超宽带无线通信技术是利用纳秒至皮秒级的非正弦波窄脉冲来传输数据,它具有传输速率高、功耗低、安全性好、抗多径能力强以及成本低廉等优点,在室内短距离高速无线通信和精确定位等领域具有广阔的应用前景[1-2]。超宽带通信主要工作在室内环境中,信号传播时受到许多干扰物体的影响,多径的存在会严重影响接收机的性能[3-8]。为了减小其影响,本文主要研究了混沌超宽带通信系统,用非线性映射的混沌序列来代替超宽带通信中的伪随机码,分析了多径信道模型下Rake接收机的性能,使系统性能得到提高。混沌序列数目众多,并具有优良的相关特性和类似白噪声的统计特性[9-10],这使得混沌超宽带通信系统具有低截获率,能更有效地抵抗窄带干扰和多径干扰。 1混沌序列及其相关特性在混沌超宽带通信系统中,混沌序列性能的好坏直接影响着整个系统的性能。适合于实际通信系统的混沌序列应具有下列基本特性: (1)具有尖锐的自相关函数和接近于零的互相关函数; (2)具有高复杂性和足够长的码周期,能抗侦破和抗干扰; (3)易于产生、加工、复制和控制; (4)具有较多独立地址,能实现码分多址。对于以上几点要求,这里采用改进型Logistic映射数字化产生混沌序列,其表达式为:  yk+1=f(yk)=1-2(yk)2,yk∈(-1,+1) (1) 改进型Logistic映射迭代产生的混沌序列均值为零,自相关是δ函数,互相关值为零,其统计特性与零均值白噪声一致。其相关特性和功率普密度仿真结果分别如图1和图2所示。混沌超宽带通信系统图3为多径信道下混沌超宽带通信系统框图。因DS-PAM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、IEEEUWB多径信道模型和Rake接收机,并对系统进行性能分析。图1混沌序列的相关特性图图混沌序列的功率谱密度图多径信道下混沌超宽带通信系统框图改进的CDS-PAM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