宽带移动通信中多载波调制系统的不同基方案研究

摘要

近年来受到人们广泛关注的一项宽带传输新技术是以正交频分复用(OFDM)为代表的多载波调制(MCM)技术。多载波传输把数据流分解为若干个独立的子比特流，用这些低比特率的数据符号调制相应的子载波，从而构成了多个低速率符号并行发送的传输系统。众所周知，OFDM是多载波传输方案的实现方式之一，到目前为止已被多个无线标准及协议采纳。除此之外，本论文基于OFDM缺点的分析，在多载波调制系统中提出了采用小波作为基函数的思想，采用理论分析和计算机仿真相结合的方法，对采用小波包函数的多载波调制系统作了深入研究，在多载波调制系统中对不同信道环境下的两种不同基(即傅立叶基和小波基)方案进行了比较和探讨，最后还分析了多载波传输在多天线中的应用。论文的主要工作包括： 1.从分析典型的OFDM技术入手，鉴于它强的频偏敏感性，引出了采用小波包函数作为子载波的多载波传输方案，即小波包多载波调制方案。建立了小波包多载波调制系统的数学模型，阐述了小波包的概念、计算方法以及函数空间分析；在该系统中对应OFDM中的快速傅立叶变换(FFT)给出了离散小波包变换(DWPT)，总结出该系统的优缺点。 2.双通道滤波器组是离散小波包变换中的关键组成部分。本论文详细分析了三大类小波系的特点，以及所产生滤波器组的特性；在固定尺度的小波包多载波调制中，讨论了不同类型的小波基函数对系统可靠性的影响，给出选用小波基的依据和原则。 3.在多载波调制的大框架下，由傅立叶变换的等带宽特性和小波包变换的变带宽特性，讨论了傅立叶基和正交小波基在不同信道下系统性能以及计算复杂度的差异。 4.当采用图像信源时，在小波包多载波系统中引入了将编码和调制相结合的MLC方案，同时通过对PSNR值的理论分析提出了一种比特级数据分割方法，将二者结合得到了最佳的图像传输方案。另外，把信道的衰落特性和小波包的分解结合起来优化，给出自适应小波包的优选算法，能够有效的降低无线信道干扰。 5.在多天线传输系统(MIMO)中，着重讨论了闭环的MIMO-OFDM系统结构，其中特征值分解(SVD)是关键。通过等价信道模型的建立，分析出等价的空间子信道之间存在固有的不等保护特性，通过利用(而非平衡)这种不等特性灵活的将其推广到分层数据传输中，通过仿真分析验证了该方案的有效性。

目录

原创性声明及关于学位论文使用授权的声明

符号说明

引言

第一章多载波通信系统概述

第二章小波包多载波调制系统

第三章小波包多载波传输中的自适应技术

第四章MIMO-OFDM技术

第五章结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表学术论文