基于CHIRP信號和分?jǐn)?shù)傅立葉變換的無線傳輸技術(shù)研究.pdf

1、資源受限和信道損傷是無線通信系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)。在多用戶無線通信系統(tǒng)中,各傳輸鏈路的資源占用特征、互擾問題以及抵抗信道損傷的能力等與傳輸體制采用的具體通信信號形式和信號處理方法關(guān)系密切。傳統(tǒng)體制在資源使用效率和傳輸質(zhì)量保障方面的不足,在很大程度上可歸因于通信信號和處理方法上的局限性。本文將提高無線資源使用效率和改善干擾環(huán)境下無線傳輸性能作為出發(fā)點(diǎn),探討更具一般性的Chirp信號(線性調(diào)頻信號)和基于分?jǐn)?shù)傅立葉變換的信號處理手段在無線通信

2、系統(tǒng)中應(yīng)用所具有的潛在價(jià)值。主要工作和貢獻(xiàn)歸納為以下幾個(gè)方面:
　　第一,基于分?jǐn)?shù)傅立葉變換的Chirp信號分析、處理方法研究。由于側(cè)重點(diǎn)不同,有關(guān)研究大多只關(guān)注于 Chirp信號在最優(yōu)階變換域上呈現(xiàn)的能量聚集現(xiàn)象,但對于非最優(yōu)階變換域特征鮮有討論,而后者直接關(guān)系到以Chirp信號為載體進(jìn)行通信時(shí)傳輸鏈路分離性及互擾強(qiáng)度的評估。鑒于此,對一般變換域上的Chirp信號特征給予了必要的討論,包括非對稱雙邊帶特征和廣義帶寬的近似計(jì)算方法

3、。通過推導(dǎo)截?cái)嘈盘柕姆謹(jǐn)?shù)傅立葉變換與該信號同一個(gè)無限長Chirp基信號的時(shí)域相關(guān)運(yùn)算的關(guān)系,證明了兩種運(yùn)算具有等效性,明晰了數(shù)學(xué)工具與信號處理物理含義的映射關(guān)系。
　　第二,混合傳輸 Chirp信號的變換域分離性與互擾問題研究。推導(dǎo)了不同信號呈變換域主瓣分離性與信號相關(guān)性的關(guān)系,得出前者是后者的充分條件這一結(jié)論,并歸納了變換域主瓣可分離的Chirp信號參數(shù)關(guān)系。對于存在主瓣混疊的Chirp信號,討論了互擾原理與危害,并分別利用定量

4、計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析研究了決定互擾強(qiáng)度的主要因素。提出了一種基于分?jǐn)?shù)傅立葉變換的干擾形式轉(zhuǎn)化和抑制的方法,并討論了適用條件及引起的信號失真問題。
　　第三,基于 Chirp信號和分?jǐn)?shù)傅立葉變換信號處理的無線傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究。重點(diǎn)關(guān)注了Chirp擴(kuò)頻調(diào)制方法、同步捕獲方法和彌散信道下典型調(diào)制方案的傳輸性能這三個(gè)方面。針對基本二進(jìn)制調(diào)頻率調(diào)制,著重評價(jià)了基于變換域峰值判決解調(diào)方法的最優(yōu)性,并證明該方法與匹配濾波級聯(lián)包絡(luò)檢波的解調(diào)方法具有等價(jià)

5、性;針對基本二進(jìn)制調(diào)頻率調(diào)制的符號速率受限問題,提出了利用兩級 Chirp調(diào)制分別滿足符號弱相關(guān)性要求和處理增益要求的廣義二進(jìn)制和多進(jìn)制調(diào)頻率調(diào)制,后者為取得帶寬效率與誤碼率性能的折中提供了一種途徑;論證了直接調(diào)制 Chirp擴(kuò)頻法基于變換域解擴(kuò)/解調(diào)的可行性。針對目前Chirp擴(kuò)頻同步捕獲方法復(fù)雜度高的問題,提出了一種利用變換域半軸能量比值作為同步窗時(shí)延估計(jì)的粗同步方法,并針對影響同步精度的主要因素給出了解決辦法。利用雙彌散信道簡化模

6、型考察了多徑傳播 Chirp信號的變換域譜特征以及典型 Chirp擴(kuò)頻方案的抗衰落性能,給出了避免符號間干擾的參數(shù)條件,并提出利用變換域譜函數(shù)在幅度峰值點(diǎn)的采樣進(jìn)行解調(diào),獲得選擇性分集合并增益。
　　第四,基于變換域的資源分割復(fù)用與協(xié)同傳輸方法研究。提出了將無線資源按客觀資源和衍生資源加以分類的方法,探討了解決客觀資源受限問題的技術(shù)途徑。為避免用戶信道資源冗余,提出基于業(yè)務(wù)多址和分級接入的資源按需分配方法。以獲得更多衍生資源為目的