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基于小波包分复用技术的多载波通信系统研究

作　者: 李恒
导　师: 李姣军
学　校: 重庆理工大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 小波包分复用 多载波通信 子载波基 最优基 峰均功率比 正交频分复用
分类号: TN913.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着3G通信技术日渐成熟并步入商业化运营,下一代无线通信系统的研制已经被提上议事日程。多载波通信与先进调制技术的结合,以其较高的频谱利用率,良好的抗衰落能力,被认为是下一代无线通信系统中的核心技术。小波包分复用技术不仅具有良好的抗码间干扰、载波间干扰的能力,且相比OFDM技术具备更佳的信道适应能力,成为近一段时间研究的热点。然而,峰均功率比较高、子载波基的选择以及最优基选取方法较复杂等难题一直制约着小波包分复用技术的进一步发展与应用。本文则针对上述问题,进行了深入而细致的研究。全文首先概括并阐述了多载波调制与小波包分复用技术的研究现状及发展前景,介绍了时频分析与小波包理论,并以此为基础,分析了在多径衰落信道模型下,子载波基的选取对系统抗干扰性能的影响。给出了频率弥散信道中子载波基的选取原则,提出以小波包函数替代传统OFDM技术中所采用的正弦基作为子载波基进行传输,利用小波包函数良好的自正交性与互正交性,来获取更优的抗噪声与抗干扰性能。实验结果验证了本方法的可行性与有效性。接着分析了小波包基的构成原则与选择方法,针对多载波通信系统的性能要求,选取ICI与ISI联合功率及峰均功率比作为度量准则,并将子载波数目作为搜索约束条件,提出了一种基于根节点逐级向下按二进支路分解,利用度量准则函数决定父子节点间取舍的最优基搜索算法,并解决了约束条件下的最优基输出问题。最后在4径Rayleigh衰落信道模型下的仿真结果表明:该算法的运算速度优于现有的两种算法,且采用最优基结构的系统比全分解结构的系统性能提升约20%。最后,总结了全文的主要工作,指出了本文研究的局限性与不足之处,展望了小波包分复用技术及多载波通信技术的未来发展趋势。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-14
  1.1 引言  8-9
  1.2 研究背景及现状  9-12
    1.2.1 多载波调制技术  9-11
    1.2.2 小波包分复用技术  11-12
  1.3 本文的主要内容及结构  12-14
第二章 多载波调制系统  14-20
  2.1 单载波调制  14
  2.2 多载波调制  14-16
    2.2.1 多载波调制的原理  14-15
    2.2.2 多载波调制系统的优缺点  15-16
  2.3 多载波调制系统的实现  16-19
    2.3.1 MC-CDMA 系统  16-17
    2.3.2 OFDM 系统  17-18
    2.3.3 WPDM 系统  18-19
  2.4 本章小结  19-20
第三章 小波理论与小波包分复用  20-30
  3.1 时频分析与小波理论  20-25
    3.1.1 Fourier 变换  20-21
    3.1.2 Gabor 变换  21
    3.1.3 小波变换  21-24
    3.1.4 小波包变换  24-25
  3.2 小波包分复用系统  25-29
    3.2.1 小波包分复用系统的原理与结构  25-28
    3.2.2 WDPM 的特点与优势  28-29
  3.3 本章小结  29-30
第四章 多载波通信系统中子载波基的选取  30-40
  4.1 引言  30-31
  4.2 无线通信信道  31-34
    4.2.1 无线传播环境的多样性与多径性  31-32
    4.2.2 无线信道中的衰落类型  32-33
    4.2.3 无线信道模型  33-34
  4.3 子载波基的优化选取  34-37
    4.3.1 问题的提出  34-35
    4.3.2 信道干扰的理论分析  35-36
    4.3.3 子载波基的优化选取  36-37
  4.4 仿真分析与结论  37-38
  4.5 本章小结  38-40
第五章 小波包分复用系统中的最优小波包基选择  40-51
  5.1 引言  40-41
  5.2 最优小波包基的定义  41-42
  5.3 现有的最优基选取方法  42-45
    5.3.1 最优基搜索算法  42-43
    5.3.2 穷举算法  43-45
  5.4 快速自适应最优小波包基搜索算法  45-47
    5.4.1 代价函数的选取  45
    5.4.2 算法思想与步骤  45-47
  5.5 仿真与分析  47-50
    5.5.1 运算复杂度分析  47
    5.5.2 输出最优基的性能分析  47-50
  5.6 本章小结  50-51
第六章 总结与展望  51-53
  6.1 全文总结  51-52
  6.2 展望  52-53
致谢  53-54
参考文献  54-58
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果  58-59

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 有线通信、通信线路工程 > 载波通信
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