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认知超宽带无线通信系统是一种新型的智能通信系统，它既具有超宽带技术的高保密性、高速率、低功耗等优势，又具有认知无线电技术频谱接入的灵活性，可有效地提高无线频谱的利用率，缓解无线电资源日益匮乏的压力。鉴于认知超宽带技术在诸多领域中具有广泛的应用前景，本书集合了近年来的研究成果，侧重于提高系统有效性的设计方法研究，并给出了多路多带并行传输系统的系统构架及性能分析，可供该领域相关研究人员参考。

第1章 超宽带通信系统 1

1.1　超宽带无线通信的发展　1

1.2　超宽带通信基本概念及实现方式　6

1.2.1　超宽带通信基本概念　6

1.2.2　超宽带通信实现方式　8

1.3　超宽带通信的特点　13

1.4　超宽带通信的应用与监管　16

1.4.1　超宽带通信的应用　16

1.4.2　超宽带通信的监管　17

参考文献　17

第2章　认知无线电技术　20

2.1　频谱资源现状　20

2.2　认知无线电技术研究现状　22

2.3　认知无线电系统概念　26

2.4　认知无线电基本任务与工作原理　28

2.4.1　基本任务　28

2.4.2　工作原理　28

2.5　认知无线电关键技术　31

2.5.1　频谱检测技术　31

2.5.2　频谱共享技术　32

2.5.3　频谱管理技术　33

2.5.4　功率控制技术　34

2.6　认知无线电技术的应用　35

参考文献　37

第3章　认知超宽带系统　40

3.1　认知无线电要求与IR-UWB特性　41

3.2　认知超宽带系统的工作原理　43

3.3　认知超宽带结构　44

3.4　认知超宽带特点及应用　45

参考文献　48

第4章　认知超宽带频谱检测技术　49

4.1　频谱检测技术概述　49

4.2　授权用户发射端检测　50

4.2.1　能量检测法　51

4.2.2　匹配滤波器检测法　52

4.2.3　循环平稳特征检测法　53

4.3　授权用户接收端检测　54

4.3.1　本振泄漏检测　55

4.3.2　干扰温度检测　56

4.4　协作检测　57

4.5　频谱检测面临的挑战　59

参考文献　60

第5章　多窗谱估计联合奇异值变换检测技术　62

5.1　窗函数　62

5.1.1　窗函数的选取　62

5.1.2　窗函数特征分析　64

5.2　多窗谱估计检测算法　67

5.2.1　多窗谱估计算法概述　67

5.2.2　算法性能仿真　70

5.3　干扰温度估计　71

5.3.1　联合奇异值分解降噪算法　71

5.3.2　改进的多窗谱估计联合奇异值分解算法　78

参考文献　79

第6章　超宽带脉冲信号波形　81

6.1　超宽带成形脉冲设计要求及评价指标　81

6.1.1　成形脉冲设计要求　81

6.1.2　成形脉冲评价指标　81

6.2　典型UWB成形脉冲　83

6.2.1　高斯系列脉冲　83

6.2.2　升余弦脉冲　86

6.2.3　Hermite脉冲　87

6.2.4　扁长椭球波函数脉冲　89

6.3　基于脉冲调制的TH-PPM UWB信号分析　89

6.3.1　TH-PPM信号波形　89

6.3.2　TH-PPM脉冲信号的功率谱密度分析　90

6.4　脉冲波形设计的影响因素　92

参考文献　92

第7章　基于PSWF的UWB单带脉冲设计　94

7.1　UWB单带脉冲设计要求　94

7.2　扁长椭球波函数（PSWF）　95

7.2.1　基本概念　95

7.2.2　扁长椭球波函数近似算法　97

7.3　单带脉冲设计　99

7.3.1　UWB辐射掩蔽　99

7.3.2　典型单带脉冲波形　100

7.4　正交组合脉冲设计　103

7.5　自适应脉冲设计　105

7.6　UWB组合脉冲的优化算法　107

7.7　脉冲性能分析　112

7.7.1　脉冲设计算法运行时间　112

7.7.2　脉冲频谱利用率　113

参考文献　114

第8章　多带自适应脉冲设计　115

8.1　多带脉冲设计原理　115

8.2　多带脉冲的正交化　121

8.3　自适应脉冲性能分析　123

8.3.1　频谱利用率　123

8.3.2　抗干扰性能分析　125

8.3.3　多用户下的系统性能分析　129

参考文献　134

第9章　认知超宽带频谱移动管理　135

9.1　频谱移动性管理　135

9.1.1　频谱切换概述　135

9.1.2　频谱切换对认知设备的要求　136

9.2　频谱切换策略　137

9.2.1　即时频谱切换策略　137

9.2.2　频谱池切换策略　141

9.3　频谱切换机制　142

9.3.1　预留信道机制　142

9.3.2　请求排队机制　144

9.4　部分避让机制　146

参考文献　149

第10章　多带多路并行超宽带系统　150

10.1　多带多路并行系统模型　150

10.1.1　发送端模型　150

10.1.2　接收端模型　151

10.2　子路组合脉冲　153

10.3　系统性能分析　154

10.3.1　系统有效性分析　155

10.3.2　系统可靠性分析　157

赵冰 博士，黑龙江大学电子工程学院副教授、硕士生导师、通信工程专业实验室主任。承担通信原理、卫星通信、多媒体通信等本科课程。主持国家自然科学基金1项，黑龙江省博士后落户科研启动项目1项，参与多项*、省级科研项目，发表SCI/EI检索论文20余篇，曾获黑龙江大学青年教师教学竞赛二等奖。研究方向为超宽带无线数字通信系统、数字信号处理。

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