基于多码的小波包多载波跳频通信系统

摘要

小波包调制（WPM）作为多载波调制技术中的一种，具有较好的灵活性、高保密性和多速率传输等特点，利用小波包基函数的平移自正交性和互正交性，可以使WPM系统具有较强的抗载波间干扰和符号间干扰的能力。论文首先研究了小波变换和小波包变换的相关理论知识，并从频带利用率和抗干扰能力等方面，分析总结了基于传统傅里叶变换的多载波通信系统（OFDM）与基于小波包变换的多载波通信系统（WPM）的优缺点。在此基础上，利用跳频技术（FH）具有频率跳变、隐蔽性强、抗窄带干扰、易于与其他调制技术相结合等特点，将小波包多载波调制技术与跳频技术相结合，研究了基于小波包调制的多载波跳频通信系统（WPM-FH）。论文的主要内容和研究成果体现如下：
　　1．由于MQAM调制是一种频谱利用率较高的调制方式，因此，提出一种基带数据采用MQAM调制的小波包多载波跳频通信系统（MQAM-WPM-FH）。分析了跳频点数、小波包滤波器长度和小波包树结构对系统的影响，推导出了系统的误码率公式。理论分析和仿真结果表明：与OFDM-FH系统相比，WPM-FH系统具有较高的频带利用率和较好的性能；在给定带宽下，通过增大MQAM调制中的M和小波包滤波器长度，可以有效降低多址干扰（MAI）对系统的干扰；在AWGN信道下，不同的小波包树结构对跳频系统的性能影响较小，但小波包调制结构的多样性可以提高系统的安全性。
　　2．由于正交多码调制不仅能够提高系统的数据传输速率，同时也具有更好的抑制子数据流间干扰的能力。因此，在 WPM-FH的基础上，引入多码（MCD）调制技术，提出了基于小波包调制的多码多载波跳频通信系统（WP-MCD/MC-FH-CDMA）。推导了系统在Nakagami-m衰落信道下的误码率性能，给出了用户数、小波包类型、小波包滤波器长度以及跳频点数与系统性能之间的关系。理论分析与仿真结果表明：增加小波包滤波器长度可以有效降低系统误码率，但不同小波包类型对系统性能的影响不大；跳频技术的引入不仅增加了系统的安全性，同时也可有效降低多址干扰（MAI）对系统性能的影响，提高了系统的可靠性能。

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第1章 绪 论

1.1引言

1.2国内外研究现状

1.3论文研究工作及安排

第2章 小波包变换基本理论概述

2.1引言

2.2小波和小波变换

2.3小波包变换

2.4小波包调制的树结构及优化

2.5本章小结

第3章 MQAM调制的小波包多载波跳频通信系统分析

3.1引言

3.2 MQAM-WPM-FH通信系统模型及性能分析

3.3 仿真结果分析

3.4 本章小结

第4章 小波包调制的多码多载波跳频通信系统

4.1引言

4.2系统误码率性能分析

4.3跳频系统误码率

4.4仿真结果分析

4.5 本章小结

第5章 结束语

致谢

参考文献

附录