寬帶衛(wèi)星移動通信小波包分復用傳輸關鍵技術研究.pdf

1、進入21世紀，隨著世界航空通信技術和無線網(wǎng)絡技術的空前發(fā)展，空天地一體化信息網(wǎng)絡成為當前通信領域中發(fā)展非常迅速的研究方向和現(xiàn)代信息交換強有力的手段之一。而寬帶衛(wèi)星通信系統(tǒng)作為空天地一體化信息網(wǎng)絡系統(tǒng)的重要組成部分，作為中繼或接入衛(wèi)星，發(fā)揮重要作用，隨時隨地為各種用戶提供服務。寬帶衛(wèi)星移動通信特有的信道特性、頻帶特性、干擾敏感性等，需要其物理層面上所使用的傳輸方式不僅能夠抗頻率選擇性衰落，而且具有較高的帶寬利用率和抗干擾等性能。
　

2、　小波包分復用(Wavelet Packet Division Multiplex, WPDM)技術是一種多載波傳輸技術，具有較高的頻帶利用率，并且具有抗多徑、抗窄帶干擾能力，較OFDM具有較好的功率譜帶外衰減和非均勻信道劃分能力，因此在寬帶衛(wèi)星移動通信中采用WPDM技術提高系統(tǒng)性能是一項重要的研究課題。
　　在這樣的背景下，本文對采用WPDM技術的寬帶衛(wèi)星移動通信系統(tǒng)進行了深入研究，研究主要包括以下幾方面：
　　首先，WP

3、DM對寬帶衛(wèi)星移動通信傳輸系統(tǒng)的適用性研究。針對寬帶衛(wèi)星移動信道特性和具體傳輸技術要求，本文提出結合WPDM技術改善寬帶衛(wèi)星移動信道傳輸性能方案。分析并證明了該系統(tǒng)在帶寬利用率、功率譜密度、抗衛(wèi)星信道衰落以及抗干擾方面的性能改善，證明了WPDM對寬帶衛(wèi)星通信傳輸?shù)倪m用性，為后文WPDM關鍵技術的研究奠定了基礎。
　　其次，最小代價函數(shù)小波包剪枝優(yōu)選算法的研究。最小代價函數(shù)小波包剪枝優(yōu)選法是WPDM系統(tǒng)典型優(yōu)化方法，而定義代價函數(shù)是

4、算法的關鍵。典型的小波包優(yōu)選抗多徑算法只適用于雙極性傳輸符號的情況。典型的小波包優(yōu)選抗窄帶和脈沖干擾算法需要得到干擾在時域和頻域的位置信息，導致算法的實施過程復雜。針對上述典型算法的不足，本文提出以最小均方誤差為代價函數(shù)的小波包剪枝優(yōu)選法，簡化了優(yōu)選算法并擴大了算法的適用范圍。
　　再次，WPDM卡爾曼時域信道估計研究。針對小波包優(yōu)選法在衛(wèi)星傳輸條件下不適用于快變衰落環(huán)境這一不足，本文提出采用信道估計技術提高系統(tǒng)性能。針對典型維納

5、濾波信道估計算法和LMS自適應濾波信道估計算法的不足，提出一種改進卡爾曼濾波時域信道估計方法，將信道衰落下的接收信號建模為AR模型，在一步預測的基礎上對信道狀態(tài)系數(shù)進行估計。理論分析和仿真結果表明，改進卡爾曼濾波時域信道估計算法在估計性能方面逼近維納濾波信道估計算法，且算法不需要大量的訓練序列，因此帶寬利用率優(yōu)于自適應LMS濾波信道估計算法。
　　最后，WPDM聯(lián)合限幅和濾波抗干擾算法的研究。針對衛(wèi)星傳輸信道長、傳輸時延大，導致小