频域与分数域协同的调制方法研究

发布时间：2017-06-03 08:27

  本文关键词：频域与分数域协同的调制方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：无线通信作为一种快速发展的高科技技术,近些年在国内外的各类高新技术产业中一直都保持着不可动摇的核心地位,但与此同时也存在着如频谱资源有限等问题。在目前被广泛应用的数字调制系统中,低阶调制系统的误码率低,抗干扰性能较好,但是其谱效率较低,无法满足如今迅速增长的业务传输需求。而高阶调制系统则相反,高阶调制的谱效率得到了提升,却使得系统误码率恶化,调制系统的抗干扰能力变差。因此,对于数字调制系统,系统误码率和谱效率的综合性能提升的问题得到越来越广泛的关注。本文就是主要针对目前数字调制系统误码率和谱效率的综合性能较差的问题,以传统的QPSK调制为基础,设计了一种基于频域与分数域协同的信号调制方法。首先,本文采用正余弦函数和Chirp函数协同作为载波信号,并且从两种载波信号的频谱和时域相关性角度进行了分析,说明二者之间的相关程度很低,彼此间干扰很小,在接收端可以分别被有效的解调出来,因此将二者共同作为载波信号在信道中协同传输是可行的。在信号调制端,本文在QPSK调制的I/Q两路上各增加一路线性调频信号进行调制,使得发送端从两路信号同时传输增加到四路信号协同传输,提高了系统的信道容量。在信号解调端,本文根据载波信号的不同的组合方式设计了八个积分器,将接收端收到的信号通过积分比较,从而判决信号比特。并且从载波函数的概率密度分布角度,分析了这种调制方法在接收端采用积分判决进行解调的可行性。然后将本文提出的信号调制方法分别在高斯白噪声信道、瑞利衰落信道、频选信道和时频双选信道环境中基于MATLAB进行仿真。仿真结果表明,在抗干扰性能方面,无论是在高斯白噪声信道还是在衰落信道中,本文提出的信号调制方法的误比特率要优于同为四路信号传输的16PSK调制,与8PSK调制的理论误比特率曲线很接近。在谱效率方面,通过对系统有效频谱利用率的仿真,说明本文提出的信号调制方法的谱效率要优于QPSK调制和8PSK调制,与16PSK调制相当。综上所述,说明本文设计的基于频域和分数域协同的信号调制方法在系统误码率和谱效率的综合性能上取得了优势,提升了系统容量。
【关键词】：线性调频信号 信号调制 信号解调 误比特率 谱效率
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及研究意义9
• 1.2 分数阶傅立叶变换的发展9-11
• 1.3 国内外研究现状11-13
• 1.3.1 提升系统谱效率的研究现状11-12
• 1.3.2 时频双选信道下信道估计的研究现状12-13
• 1.4 本文主要研究内容和组成结构13-15
• 第2章 多进制数字调制技术及载波信号分析15-32
• 2.1 MPSK数字调制技术15-19
• 2.1.1 基本原理15-16
• 2.1.2 MPSK系统的谱效率及有效频谱利用率16-17
• 2.1.3 QPSK信号系统17-19
• 2.2 线性调频载波信号19-20
• 2.3 载波信号的星座图20-22
• 2.4 载波信号分析22-25
• 2.4.1 载波信号的谱分析22-24
• 2.4.2 载波信号的时域相关性分析24-25
• 2.5 时频双选信道模型25-31
• 2.5.1 OFDM技术介绍25-26
• 2.5.2 OFDM系统模型26-28
• 2.5.3 时频双选信道模型28-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第3章 频域和分数域协同的调制方法设计32-42
• 3.1 系统模型32-34
• 3.1.1 高斯白噪声信道下的系统模型32-33
• 3.1.2 衰落信道下的系统模型33-34
• 3.2 信号调制过程34-35
• 3 .3 信号解调过程35-38
• 3.4 算法分析38-40
• 3.5 谱效率分析40
• 3.6 本章小结40-42
• 第4章 不同信道下调制方法的仿真及性能分析42-56
• 4.1 高斯白噪声信道中的仿真42-45
• 4.1.1 误比特率的仿真42-44
• 4.1.2 有效频谱利用率的仿真44-45
• 4.2 瑞利衰落信道下的仿真45-52
• 4.2.1 误比特率的仿真45-47
• 4.2.2 有效频谱利用率的仿真47-48
• 4.2.3 与高斯信道的仿真结果对比分析48-52
• 4.3 频选信道下的仿真52-53
• 4.4 时频双选信道下的仿真结果53-54
• 4.5 本章小结54-56
• 结论56-57
• 参考文献57-61
• 攻读学位期间发表的学术论文61-63
• 致谢63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 刘英男;蒋伟;姚春光;王武军;梁庆林;;基于分数倍基扩展模型的双选信道估计方法[J];北京大学学报(自然科学版);2008年01期

2 柯熙政;陈丹;答盼;;16PSK系统仿真及误码率性能分析[J];激光杂志;2010年01期

3 史军;沙学军;张钦宇;宋晓程;张乃通;;基于信号波形协同提高无线通信系统容量的研究[J];通信学报;2012年02期

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本文编号：417682