寬帶無線通信中小波包多載波調(diào)制技術研究.pdf

1、近年來，隨著經(jīng)濟、社會和科技的發(fā)展以及人們生活水平的提高，人們對通信方式尤其是無線通信的要求也越來越高。隨時隨地、高速率、高質量的無線數(shù)據(jù)傳輸已經(jīng)成為4G發(fā)展的方向。目前，緊張的無線頻譜資源已經(jīng)使頻譜利用率成為無線通信系統(tǒng)面臨的重要問題。多載波調(diào)制技術能有效地解決上述問題并以其高效的頻譜利用率和良好的抗多徑衰落性能成為4G的核心傳輸技術之一。 正是在這一背景下，本文主要針對基于小波包的新型多載波調(diào)制技術及信道估計和均衡技術進行了

2、深入的研究。本文研究工作的主要內(nèi)容與成果如下： 1.提出了基于最優(yōu)導頻信號輔助調(diào)制的離散小波包調(diào)制(DWPM)系統(tǒng)。我們利用基于LMS(LeastMeanSquare)算法的最優(yōu)導頻信號輔助調(diào)制消除信道干擾的同時，提出了一種新的傳輸幀結構與之相匹配，然后通過歐式距離檢測出解調(diào)后的碼元，最后推導出基于QPSK調(diào)制的離散小波包調(diào)制(DWPM)設計方案的誤比特率公式，仿真結果表明：在瑞利衰落信道下，DWPM系統(tǒng)的性能要比傳統(tǒng)的OFDM

3、系統(tǒng)的性能要好，OPSAM-DWPM系統(tǒng)的性能要比普通的PSAM—DWPM系統(tǒng)的性能要好，最優(yōu)導頻信號輔助調(diào)制(OPSAM)的性能要比DQPSK的性能要好并且最優(yōu)導頻信號輔助調(diào)制(OPSAM)在一定信噪比范圍內(nèi)沒有誤碼下限。 2.提出了一種基于導頻信號和最大似然信道估計算法的離散小波包調(diào)制(DwPM)系統(tǒng)。我們通過對導頻信號結構的特殊設計，來獲得信道狀態(tài)信息，并利用最大似然估計(MaximumLikelihoodEstimati

4、on)算法估計出最優(yōu)的信道狀態(tài)信息，最后，利用基于迫零(zeroForcing，ZF)算法的(H)矩陣消除由多徑衰落信道引起的碼間干擾(Inter—SymbolInterference，ISI)。通過仿真分析了該系統(tǒng)在多徑衰落信道下的性能。仿真結果表明，在多徑衰落信道環(huán)境中，而且沒有信道編碼的情況下，帶有(QPSK、16QAM、64QAM)調(diào)制的DWPM系統(tǒng)的性能要比傳統(tǒng)的OFDM系統(tǒng)的性能要好。 3.提出了一種自適應分數(shù)間隔均

5、衡器(Fractionally-SpacedEqualizers，F(xiàn)SE)的新型離散小波包(DWPM)調(diào)制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是利用LMS算法的分數(shù)間隔均衡器來抑制多徑衰落信道引起的碼間干擾(ISI)并且利用離散小波包調(diào)制來并行傳輸數(shù)據(jù)。在多徑衰落信道和高斯噪聲情況下，推導出基于M—ary9AM調(diào)制的DWPM設計方案的誤碼率公式。仿真結果表明在多徑衰落信道和高斯噪聲情況下，所提出的基于分數(shù)間隔均衡器的DWPM設計方案的性能要優(yōu)于基于分數(shù)間隔

6、均衡器的OFDM設計方案和基于迫零均衡器(Zero—ForcingEqualizers，ZFE)的DWPM設計方案的性能。分數(shù)間隔均衡器(FSE)的性能也優(yōu)于迫零均衡器(ZFE)的性能。 4.提出了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡均衡器的新型小波包多載波擴頻系統(tǒng)(NeuralNetworkEqualizerWaveletPacketSpreadSpectrum，NNE—WPSS)。利用基于最小均方算法(LMS)的復徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡均衡器(Co

7、mplexRadialBasisFunctionNetworkEqualizers，CRBF)來抑制由多徑衰落信道引起的碼間干擾(ISI)并且利用最大似然算法對解調(diào)后的碼元進行檢測。在多徑衰落信道和白高斯噪聲情況下，分析了基于神經(jīng)網(wǎng)絡均衡器的新型小波包多載波擴頻系統(tǒng)的傳輸性能。仿真結果表明，所提出的基于神經(jīng)網(wǎng)絡均衡器的新型小波包多載波擴頻系統(tǒng)的性能要優(yōu)于傳統(tǒng)的基于正交頻分復用(OrthogonalFrequencyDivisionMul

8、tiplexing，OFDM)多載波擴頻系統(tǒng)，提出的復徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡均衡器(CRBF)的性能也優(yōu)于迫零均衡器(Zero-ForcingEqualizer，ZFE)。 5．提出了一種基于IEEE802.11a的新型離散小波包調(diào)制(DWPM)系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要是利用傳輸幀結構中信道估計域的特殊設計，來獲得信道的狀態(tài)信息，然后根據(jù)信道的狀態(tài)信息構造迫零均衡器來抑制多徑衰落信道引起的碼間干擾(ISI)。通過這樣的設計方案，系統(tǒng)可以節(jié)省