高效調(diào)制的多載波傳輸研究.pdf

1、頻譜資源短缺一直是無(wú)線通信業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題，而且無(wú)線數(shù)據(jù)通信速率隨著用戶對(duì)高質(zhì)量信息服務(wù)的需求而逐漸提高，進(jìn)一步加劇了該頻譜資源危機(jī)。為了應(yīng)對(duì)該問(wèn)題，大量的研究工作集中于提高通信系統(tǒng)的頻譜利用率和能量利用率。因此，作為無(wú)線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究?jī)?nèi)容，高效調(diào)制技術(shù)以及其多載波實(shí)現(xiàn)方式提供了一種高頻譜和能量利用率的有效解決方案?；诟咝д{(diào)制通信技術(shù)，本文主要討論其多載波通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化，包括混合多載波信號(hào)的分離以及高級(jí)解調(diào)方法，從而保證在提

2、高系統(tǒng)頻譜利用率的同時(shí)還具備優(yōu)良的通信性能。
　　本文首先給出并分析了高效調(diào)制信號(hào)的統(tǒng)一表達(dá)式，根據(jù)調(diào)制參數(shù)的不同，分別闡述了高效調(diào)制信號(hào)的不同調(diào)制表示形式。為了有效解調(diào)高效調(diào)制信號(hào)，介紹了基于沖擊濾波器的解調(diào)方法。然后通過(guò)分析高效調(diào)制信號(hào)的功率譜形狀特征，充分挖掘其非中心對(duì)稱特性來(lái)指導(dǎo)發(fā)送成形濾波器的設(shè)計(jì)?；讵?dú)占加共享的非矩形頻譜劃分模式，搭建多載波高效調(diào)制傳輸系統(tǒng)，并根據(jù)解調(diào)方法的不同，本文重點(diǎn)討論了以下幾種通信系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方

3、案:
　　1)基于數(shù)字沖擊濾波器組的多載波高效調(diào)制通信系統(tǒng)
　　借鑒于正弦干擾抑制思想，重新設(shè)計(jì)了單載波高效調(diào)制系統(tǒng)中的數(shù)字沖擊濾波器，并且通過(guò)在旁路載頻處發(fā)置陷波零點(diǎn)，使得原數(shù)字沖擊濾波器同時(shí)具有沖擊和陷波特性，從而有效抑制旁路信號(hào)干擾，提高多路高效調(diào)制信號(hào)的解調(diào)性能。本文進(jìn)一步基于該沖擊-陷波濾波器組搭建了多載波高效調(diào)制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)保護(hù)間隔條件下的3路EBPSK調(diào)制信號(hào)的帶內(nèi)混合發(fā)送，并通過(guò)該濾波器組實(shí)現(xiàn)混合信號(hào)的有效

4、分離和解凋。
　　2)基于窄帶濾波器的多載波高效調(diào)制通信系統(tǒng)
　　通過(guò)對(duì)沖擊濾波器進(jìn)行理想條件下的電路建模，分析給出了高效調(diào)制信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)沖擊解調(diào)的原因，即當(dāng)輸入信號(hào)的工作頻率位于二濾波器頻率響應(yīng)曲線過(guò)渡帶的最大斜率位置時(shí)，輸入信號(hào)的相位變化會(huì)帶來(lái)輸出信號(hào)幅度的劇烈變化，且該幅度變化會(huì)隨著過(guò)渡帶斜率的增加而越發(fā)明顯，我們將其稱為濾波器的“斜率鑒相”特性。然后在高效調(diào)制傳輸系統(tǒng)的接收端采用天然滿足“斜率鑒相”條件的FIR窄帶濾

5、波器，利用該窄帶濾波器陡峭的左右過(guò)渡帶進(jìn)行兩路高效調(diào)制信號(hào)的沖擊解調(diào)。仿真顯示，該FIR窄帶濾波器的左右過(guò)渡帶均可以有效實(shí)現(xiàn)信號(hào)的幅度沖擊效果，因此我們搭建了基于窄帶濾波器的多載波高效調(diào)制系統(tǒng)，并與傳統(tǒng)基于IIR數(shù)字沖擊濾波器組的高效調(diào)制通信系統(tǒng)進(jìn)行了性能對(duì)比，結(jié)果表明，F(xiàn)IR窄帶濾波器可以實(shí)現(xiàn)兩路高效調(diào)制信號(hào)的分離解調(diào)，且比IIR數(shù)字沖擊濾波器的性能更加穩(wěn)定可靠。
　　3)基于隨機(jī)跳時(shí)MPPSK(TH-MPPSK)的高效調(diào)制通信

6、系統(tǒng)
　　通過(guò)隨機(jī)序列控制MPPSK調(diào)制信號(hào)的相位跳變位置，提出了一種新的高效調(diào)制方法，即跳時(shí)MPPSK(TH-MPPSK)調(diào)制，并據(jù)此搭建了多載波多元高效調(diào)制傳輸系統(tǒng)。而且，通過(guò)充分考慮調(diào)制信號(hào)的隨機(jī)相位跳變位置的相關(guān)特性，提出了3種有效的解調(diào)方法，包括多載波聯(lián)合檢測(cè)(MJD)算法，逐碼元檢測(cè)(OBD)及其改進(jìn)的逐碼元檢測(cè)算法(IOBD)。仿真結(jié)果表明，在低信噪比情況下，可以采用復(fù)雜度高但性能最優(yōu)的多載波聯(lián)合檢測(cè)(MJD)算法，

7、而在高信噪比情況下，可以采用復(fù)雜度較低的逐碼元檢測(cè)(OBD)及其改進(jìn)的逐碼元檢測(cè)算法(IOBD)。而且，子載波數(shù)的增加不會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)性能的劇烈下降，因此，多載波TH-MPPSK調(diào)制信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)非正交密集多載波傳輸。
　　最后分析了高效調(diào)制通信系統(tǒng)在平坦瑞利衰落信道中的性能，并指出簡(jiǎn)單的信道均衡技術(shù)不能有效改善信道衰落對(duì)該系統(tǒng)的影響。由于多天線技術(shù)(MIMO)可以通過(guò)空間分集技術(shù)來(lái)抵抗多徑衰落的影響，從而有效改善系統(tǒng)性能，因此我們?cè)诟?/p>