本文關鍵詞：高效調制的多載波傳輸研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：頻譜資源短缺一直是無線通信業(yè)關注的焦點問題,而且無線數(shù)據(jù)通信速率隨著用戶對高質量信息服務的需求而逐漸提高,進一步加劇了該頻譜資源危機。為了應對該問題,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,作為無線通信系統(tǒng)的基礎研究內容,高效調制技術以及其多載波實現(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{制通信技術,本文主要討論其多載波通信系統(tǒng)的實現(xiàn)和優(yōu)化,包括混合多載波信號的分離以及高級解調方法,從而保證在提高系統(tǒng)頻譜利用率的同時還具備優(yōu)良的通信性能。本文首先給出并分析了高效調制信號的統(tǒng)一表達式,根據(jù)調制參數(shù)的不同,分別闡述了高效調制信號的不同調制表示形式。為了有效解調高效調制信號,介紹了基于沖擊濾波器的解調方法。然后通過分析高效調制信號的功率譜形狀特征,充分挖掘其非中心對稱特性來指導發(fā)送成形濾波器的設計。基于獨占加共享的非矩形頻譜劃分模式,搭建多載波高效調制傳輸系統(tǒng),并根據(jù)解調方法的不同,本文重點討論了以下幾種通信系統(tǒng)的實現(xiàn)方案：1)基于數(shù)字沖擊濾波器組的多載波高效調制通信系統(tǒng)借鑒于正弦干擾抑制思想,重新設計了單載波高效調制系統(tǒng)中的數(shù)字沖擊濾波器,并且通過在旁路載頻處設置陷波零點,使得原數(shù)字沖擊濾波器同時具有沖擊和陷波特性,從而有效抑制旁路信號干擾,提高多路高效調制信號的解調性能。本文進一步基于該沖擊-陷波濾波器組搭建了多載波高效調制系統(tǒng),實現(xiàn)了無保護間隔條件下的3路EBPSK調制信號的帶內混合發(fā)送,并通過該濾波器組實現(xiàn)混合信號的有效分離和解調。2)基于窄帶濾波器的多載波高效調制通信系統(tǒng)通過對沖擊濾波器進行理想條件下的電路建模,分析給出了高效調制信號可以實現(xiàn)沖擊解調的原因,即當輸入信號的工作頻率位于濾波器頻率響應曲線過渡帶的最大斜率位置時,輸入信號的相位變化會帶來輸出信號幅度的劇烈變化,且該幅度變化會隨著過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。然后在高效調制傳輸系統(tǒng)的接收端采用大然滿足“斜率鑒相”條件的FIR窄帶濾波器,利用該窄帶濾波器陡峭的左右過渡帶進行兩路高效調制信號的沖擊解調。仿真顯示,該FIR窄帶濾波器的左右過渡帶均可以有效實現(xiàn)信號的幅度沖擊效果,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制通信系統(tǒng)進行了性能對比,結果表明,FIR窄帶濾波器可以實現(xiàn)兩路高效調制信號的分離解調,且比IIR數(shù)字沖擊濾波器的性能更加穩(wěn)定可靠。3)基于隨機跳時MPPSK (TH-MPPSK)的高效調制通信系統(tǒng)通過隨機序列控制MPPSK調制信號的相位跳變位置,提出了一種新的高效調制方法,即跳時MPPSK (TH-MPPSK)調制,并據(jù)此搭建了多載波多元高效調制傳輸系統(tǒng)。而且,通過充分考慮調制信號的隨機相位跳變位置的相關特性,提出了3種有效的解調方法,包括多載波聯(lián)合檢測(MJD)算法,逐碼元檢測(OBD)及其改進的逐碼元檢測算法(IOBD)。仿真結果表明,在低信噪比情況下,可以采用復雜度高但性能最優(yōu)的多載波聯(lián)合檢測(MJD)算法,而在高信噪比情況下,可以采用復雜度較低的逐碼元檢測(OBD)及其改進的逐碼元檢測算法(IOBD)。而且,子載波數(shù)的增加不會帶來系統(tǒng)性能的劇烈下降,因此,多載波TH-MPPSK調制信號可以實現(xiàn)非正交密集多載波傳輸。最后分析了高效調制通信系統(tǒng)在平坦瑞利衰落信道中的性能,并指出簡單的信道均衡技術不能有效改善信道衰落對該系統(tǒng)的影響。由于多天線技術(MIMO)可以通過空間分集技術來抵抗多徑衰落的影響,從而有效改善系統(tǒng)性能,因此我們在高效調制通信系統(tǒng)中引入了多天線技術來抑制多徑、同信道和碼間的干擾,并且進一步提高頻譜利用率,提升系統(tǒng)容量。結合MIMO技術,信道均衡以及本文所提出的3種高效調制信號的解調算法,我們對基于多天線技術的高效調制通信系統(tǒng)進行了仿真分析,結果表明通過采用TH-MPPSK調制方式以及MJD解調算法可以有效抵抗信道衰落特性,在無編碼以及其它抗衰落技術的條件下,依然可以實現(xiàn)信息的有效傳輸。
【關鍵詞】：高效調制 沖擊濾波器(SIF) 斜率鑒相 多載波調制 跳時MPPSK調制(TH-MPPSK) 聯(lián)合檢測 衰落信道 多天線(MIMO)
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN911.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-15
• 英文縮略語及英中對照表15-18
• 符號及變量定義18-19
• 第一章 緒論19-31
• 1.1 引言19-20
• 1.2 研究現(xiàn)狀20-25
• 1.3 研究意義25-26
• 1.4 本文主要工作和組織結構26-31
• 1.4.1 研究目標26-27
• 1.4.2 研究內容27-28
• 1.4.3 組織結構28-31
• 第二章 基于高效調制的通信系統(tǒng)分析31-47
• 2.1 高效調制信號32-34
• 2.2 高效調制系統(tǒng)的接收機結構34-37
• 2.2.1 數(shù)字沖擊濾波器34
• 2.2.2 系統(tǒng)接收機結構34-37
• 2.3 高效調制信號的特性分析37-40
• 2.3.1 功率譜分析38-40
• 2.4 發(fā)送濾波器的設計40-45
• 2.4.1 濾波器中心頻率選擇40-41
• 2.4.2 發(fā)送濾波器窗函數(shù)的設計41-43
• 2.4.3 發(fā)送濾波器中心偏調后的解調性能43-45
• 2.5 本章小結45-47
• 第三章 基于沖擊-陷波濾波器組的多載波高效調制信號解調47-67
• 3.1 新頻譜劃分模式下的多載波實現(xiàn)47-50
• 3.1.1 子載波間參數(shù)約束關系及系統(tǒng)框圖49-50
• 3.2 數(shù)字沖擊濾波器的擴展50-62
• 3.2.1 濾波器沖擊部分的參數(shù)計算51-56
• 3.2.2 陷波部分參數(shù)的計算56-62
• 3.3 設計實例及實驗仿真62-64
• 3.3.1 沖擊-陷波濾波器設計62
• 3.3.2 系統(tǒng)性能仿真62-64
• 3.4 本章總結64-67
• 第四章 基于窄帶濾波器的多載波高效調制信號解調67-83
• 4.1 沖擊濾波器的電路建模68-72
• 4.2 FIR窄帶濾波器的“斜率鑒相”特性72-74
• 4.3 基于窄帶濾波器的雙載波高效調制通信系統(tǒng)74-79
• 4.3.1 系統(tǒng)參數(shù)設置75-77
• 4.3.2 系統(tǒng)性能仿真77-79
• 4.4 FIR窄帶濾波器與IIR沖擊濾波器性能對比79-81
• 4.4.1 系統(tǒng)誤碼性能對比79-80
• 4.4.2 FIR窄帶濾波器的優(yōu)越性80-81
• 4.5 本章總結81-83
• 第五章 跳時MPPSK信號的多載波傳輸系統(tǒng)研究83-105
• 5.1 MPPSK調制84-85
• 5.2 線譜來源及消除85-88
• 5.3 跳時MPPSK調制88-89
• 5.4 多載波TH-MPPSK調制信號的解調89-97
• 5.4.1 數(shù)字信號的最佳接收90-91
• 5.4.2 多載波TH-MPPSK信號的解調算法91-94
• 5.4.3 逐碼元解調算法(OBD)94
• 5.4.4 改進的逐碼元解調算法(IOBD)94-95
• 5.4.5 多載波聯(lián)合解調算法(MJD)95-97
• 5.5 算法仿真分析97-103
• 5.5.1 3種解調算法的性能仿真97-101
• 5.5.2 TH-MPPSK調制參數(shù)對MJD性能的影響101-103
• 5.6 本章總結103-105
• 第六章 多載波多元高效調制在MIMO系統(tǒng)中的應用105-121
• 6.1 引言105-106
• 6.2 Rayleigh衰落下的多載波多元高效調制通信系統(tǒng)106-111
• 6.2.1 系統(tǒng)模型106-108
• 6.2.2 信道均衡108-109
• 6.2.3 3種算法的誤碼率性能仿真及分析109-111
• 6.3 基于多載波多元高效調制的MIMO通信系統(tǒng)111-117
• 6.3.1 單發(fā)射天線多接收天線信號模型112-113
• 6.3.2 多發(fā)射天線單接收天線信號模型113-114
• 6.3.3 多發(fā)射天線多接收天線信號模型114-117
• 6.4 系統(tǒng)性能仿真及分析117-119
• 6.5 本章總結119-121
• 第七章 總結與展望121-125
• 7.1 全文總結121-123
• 7.2 主要創(chuàng)新123
• 7.3 研究展望123-125
• 致謝125-127
• 參考文獻127-137
• 作者簡介(包括論文和成果清單）137

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1 ;網絡、濾波、濾波器[J];電子科技文摘;2000年06期

2 Richard Kurzrok;;具有低通響應的可調濾波器電路[J];電子設計技術;2001年11期

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4 楊繼深;電源線濾波器的正確使用[J];安全與電磁兼容;2002年04期

5 ;網絡、濾波、濾波器[J];電子科技文摘;2002年11期

6 ;網絡、濾波、濾波器[J];電子科技文摘;2003年03期

7 范穎鵬,杜正偉,龔克,張肅;平面波照射下屏蔽腔內濾波器的分析[J];清華大學學報(自然科學版);2005年10期

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本文編號：299157