TH-PPM UWB系统的多址接入性能分析

　　1　引言

　　超宽带技术以其高数据速率、低功耗、处理增益高、多径分辨能力强等优点引起了广泛关注,并成为室内短距离无线通信的侯选方案之一。跳时脉冲位置调制(Time-HoppingPulse PositionModulation)是最早被提出也是最常用的UWB多址调制方式[1],由于能较好地降低多用户之间的碰撞机率,一直以来都是人们研究和分析的重点对象[1, 2],跳时序列使超宽带无线通信系统具有了多址能力,但同时它也带来了多址干扰。通过对超宽带系统多址接入性能分析发现,当用户数量较少时,高斯噪声系统的主要干扰源,可以通过增加系统的发射功率来改善系统的误码性能,然而当用户数增加到一定数量时,多址干扰就成了影响超宽带系统容量和性能的主要因素,这时候通过增加系统发射功率来提高信噪比就不再可行[3]。

　　为了在TH-PPM调制下,使UWB系统的多址接入性能尽可能满足系统要求,本文首先在标准高斯近似的假设下,给出了TH-PPM UWB系统的多址接入误码率公式,并系统分析了影响TH-PPM UWB系统的多址接入性能的各个因素,包括脉冲形成因子、PPM调制偏移和每比特内码片数量N,结果发现可以通过调整脉冲形成因子、PPM调制偏移和每比特内码片数量N来改善系统的多址接入性能,最后通过实验仿真验证了这一结果。

　　关掩模波形发生变化。由(17)知道,相关掩模波形的变化将会影响σ2M,从而将对系统误码率产生影响。

　　4　仿真结果与分析

　　为分析TH-PPM UWB系统的多址接入性能,本文分别针对不同用户数,每比特内码片数目的变化,脉冲形成因子的变化以及PPM调制偏移量的变化对系统误码率的影响进行了仿真。仿真参数设置:采样频率fc =1e11,脉冲持续时间Tm =1e-9,有用信号每脉冲能量erx0 =1.其它参数在每个仿真中另行设置。仿真过程中采用高斯二阶微分脉冲,其时域表达式为:

　　由图4可以看出,当系统用户数量增加时,系统的误码率逐渐边差,用户数小于20左右,误码率随用户增加下降很快,但当用户数量继续增加,误码性能下降逐渐缓慢。图5是系统多址接入性能随每比特内码片数量N的影响情况,从图中可以看出,系统误码率随每比特内码片数量N的增加显著改善。

　　4.2　脉冲形成因子对多址性能的影响仿真

　　图6和图7是对脉冲形成因子对系统多址接入的影响的仿真。图6是在用户数为20,信噪比为10时,误码率随脉冲形成因子的变化情况,图7是在系统用户数为20时,脉冲形成因子分别为02e-9、0. 25e-9和0. 3e-9时,误码率随脉冲形成因子的变化情况,两图都表明,脉冲形成因子越小,多址接入性能越好。