OFDM与小波（提升）多通道调制性能比较分析

论文摘要

随着数字通信系统的不断方展，VLSI技术的不断提升，通信中的数字信号处理（Digital Signal Processing）亦扮演着愈来愈重要的角色。信源编码，信道编码是DSP在通信信号处理中的传统经典应用，而如今DSP已深入射频调制部分。目前使用数字滤波器组完成基带调制是研究中大热点之一。 小波，作为一种可与经典傅立叶分析媲美甚至更优的方法，近年来得到了广泛的关注和研究。基于提升的小波变换被JPEG2000采纳为标准的图像压缩算法，表明它在信源编码领域的成功。本论文的研究目的是想进一步探求将小波应用到调制领域的可行性。研究中用离散小波变换替代离散傅立叶变换而搭建起的小波多通道调制（Wavelet Multi-channel Modulation）系统，从数字信号处理的角度看实际上就是利用两通道滤波器组迭代实现基带调制的一个并行传输系统。 本论文以OFDM为参照，比较全面地分析了基于提升的小波多通道调制（WMCM）系统的基带调制算法实现复杂度、峰均功率比、抗载频偏移和抗脉冲干扰等各方面性能，并给出了AWGN和典型无线信道对该系统的误码影响。与OFDM相比较，WMCM的基带调制时间复杂度降低，峰均功率比更优，对抗脉冲干扰的能力更强。但两者都对载波频率偏移敏感，且在AWGN和多普勒频移环境下表现相当。而多径环境下，采用了循环前缀的OFDM由于能将卷积的信道影响转化为乘积，所以只要配合适合的信道估计算法就能使系统性能逼近AWGN。但基于小波变换的WMCM不存在这种简单关系映射，因而从直观上很难找到消除多径干扰的方法。在研究中为便于对比分析，WMCM的实现同时选用了正交小波族和双正交小波族中的典型代表，总的看来，基于正交小波的系统性能要优于基于双正交小波的系统。

论文目录

• 第一章 概述
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 OFDM系统简介
• 1.3 小波和小波分析的发展
• 1.4 相关研究状况
• 1.5 本论文主要工作
• 第二章 通信系统仿真基本原理
• 2.1 通信系统仿真原理概述
• 2.2 随机过程建模与仿真
• 2.3 带通信号与系统的低通等效仿真模型
• 2.4 蒙特卡罗性能估计
• 第三章 OFDM基本原理
• 3.1 基于IFFT的OFDM调制实现
• 3.2 保护间隔和循环前缀
• 第四章 离散小波多通道调制
• 4.1 多分辨率分析
• 4.2 MALLAT快速小波变换
• 4.2.1 分解
• 4.2.2 重构
• 4.2.3 小波变换与子带分解
• 4.3 提升（LIFTING）算法
• 4.3.1 再看分解和重构
• 4.3.2 Laurent多项式和Euclidean算法
• 4.3.3 提升
• 4.4 小波基
• 4.4.1 Daubechies紧支小波族
• 4.4.2 双正交（Biorthogonal）小波族
• 4.5 小波多通道调制
• 第五章 OFDM与小波多通道调制性能比较
• 5.1 算法实现复杂度
• 5.2 AWGN下性能
• 5.3 峰均功率比（PAPR）
• 5.4 载波频偏
• 5.5 典型无线信道下性能
• 5.5.1 多普勒扩展
• 5.5.2 多径传输
• 5.6 脉冲干扰
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢