题目：超宽带系统低复杂度接收机的性能分析和设计

超宽带技术具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获概率以及能提供极高定位精度等优点，成为目前最受关注的通信技术之一。超宽带技术有着不同于传统无线通信技术的优势，但是作为崭新的未来无线通信技术，其实现还面临很多的问题。针对时域调制的超宽带系统，本文研究了有信道估计误差和码间干扰时RAKE接收机的平均误码率，导出了存在信道估计误差时低复杂度相干EGC RAKE接收机的平均误码率，对RAKE接收机缩短信道时延和均衡信道的性能进行了理论分析，提出了一种低复杂度多径时延估计算法并进行了性能分析。本文的主要研究内容包括：在高数据率传输的超宽带系统中，码间干扰成为影响系统性能的重要因素。本文通过分析RAKE接收后信干噪比的概率密度函数，得到了RAKE接收机的平均误码率；考虑码间干扰与CDMA系统中多址干扰的相似性，利用改进的高斯近似分析了高速超宽带系统利用非理想RAKE接收机经过Nakagami信道后的平均误码率。针对超短脉冲调制超宽带系统经历的多径信道是实信道的特点，本文利用检测理论，导出了多径信道相位估计误差的概率密度函数，利用特征函数法分析了相干EGC RAKE接收机的平均误码率，指出相干EGC RAKE接收机不仅实现复杂度低、运算量小，而且在使用较少的训练序列进行信道估计的情况下，其误码率低于MRC RAKE接收机。高速超宽带系统的误码性能会严重受到码间干扰的影响。使用实现复杂度和运算量都很高的RAKE接收机和均衡器会增加超宽带接收机的设计复杂度、制造成本以及功耗。本文指出RAKE接收机除了能够收集能量和实现分集增益，还具有缩短信道时延和信道均衡能力，可以降低其后续均衡器的复杂度。本文首先分析了RAKE接收机前后等效信道的均方时延扩展，发现RAKE接收机具有缩短信道时延的能力，但该能力有极限，仍需要均衡器来抑制残余码间干扰的影响；通过比较有无RAKE接收机时超宽带系统误码平台的差异，分析了RAKE接收机的信道均衡能力与信号带宽、系统数据率、RAKE接收机复杂度等系统参数之间的关系，为设计后续均衡器提供了理论依据。SRAKE接收机的性能会受到信道系数估计误差和多径时延估计误差的影响。对于超宽带系统来说，低复杂度SRAKE接收机受到多径时延估计性能的影响更为严重。本文提出了一种低复杂度多径时延估计算法，通过搜索具有最小相位估计误差采样方差的多径进行多径时延估计，避免了信道幅度估计误差对时延估计性能的影响；理论分析表明该时延估计算法等价于从信道系数真值中寻找能量最大的多径。该算法受信道系数估计误差的影响较小，能有效地提高超宽带系统的误码性能。