密集多通道时间反演无线通信关键技术研究

发布时间：2019-04-24 16:48

【摘要】：时间反演(Time Reversal,TR)技术具有补偿多径传播时延和收集多径能量的特性。通过时延补偿,环境中的多径分量可以被自适应的收集并同步汇聚,据此可以构建新型电磁波应用系统。对于密集多通道时间反演电磁通信而言,其所需诸多关键技术主要包括时间反演超分辨率聚焦理论、时间反演信道模型研究、模拟信号时间反演处理、密集天线阵列设计、时间反演电磁原理性实验等。在传统TR通信的基本理论、处理算法及系统架构都日趋成熟的情况下。本文将基于TR多径时延补偿与空间聚焦等优势,研究发送端TR预处理与正交频分复用(OFDM)相结合的通信系统方案设计,并研究应用于多天线TR-OFDM通信系统的二维平面结构紧凑多端口天线。最终构建出TR电磁通信原理性实验系统。OFDM技术不同于一般的子信道划分方案,其子载波频谱之间彼此交叠,并且在积分周期内保持正交关系。然而,信道多径时延对OFDM性能影响明显,多径时延会导致子载波间干扰或符号间干扰。同时,对于规模较大的多天线系统,其布置阵列所需较大空间尺寸以及复杂的编解码方式都将影响其进一步应用。而基于TR的OFDM及多天线系统在克服多径时延、缩减天线空间布置所需尺寸等方面具有独特优势。本文主要研究工作如下。首先,提出了TR与OFDM在发送端相结合的设计方案,并在不同散射环境以及调制方式下分析了TR-OFDM系统性能。针对单一TR技术的局限性,提出了子载波频域幅度均衡(SFME)的TR-OFDM系统方案。随后研究了多天线TR-OFDM系统性能。其次,针对应用于多天线TR-OFDM通信系统所需的结构紧凑天线,设计了可实际应用的平面二维结构紧凑宽带隔离多端口天线,为分析基于TR的空间三维紧凑结构阵列提供了平面天线单元。最后,利用PicoSDR软件无线电平台,给出了TR模块的具体实现方案。并实验验证了原理性TR-OFDM电磁通信系统的性能。
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【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN92

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