基于WFRFT的抗衰落通信系统性能研究

发布时间：2017-10-07 02:25

  本文关键词：基于WFRFT的抗衰落通信系统性能研究

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【摘要】：本文介绍了当前通信技术中最常用的单载波和OFDM通信体制,其易受ICI和ISI影响,导致系统性能大幅下降。随着通信系统要求越来越高,通信环境日益复杂,如何有效的抵抗干扰受到广泛关注。针对传统通信体制存在的问题,本文主要研究了分数阶傅里叶变换这一新型时频信号处理工具。使用分数阶傅里叶变换模块代替传统OFDM系统中的傅里叶变换调制模块, WFRFT-OFDM系统作为一种混合载波调制系统,可以有效抵抗各种干扰噪声的影响。分数阶傅里叶变换可以被视为傅里叶变换的广义形式,在传统的OFDM系统中采用IWFRFT代替FFT进行运算,所以WFRFT-OFDM系统也可以说是传统的OFDM系统的广义形式。本文针对四项加权分数傅立叶变换的物理意义作了重点分析,指出基于这种形式的数字通信系统具有混合载波调制的特性。本文尝试用WFRFT代替传统OFDM系统中的FFT模块,将其扩展为WFRFT-OFDM系统。重点分析了时频双选择衰落信道下,同时存在ICI和ISI时,WFRFT系统的信号传输模型,定义信号干扰比(SIR)来表征系统的抗干扰性能,推导出SIR公式,进行建模仿真。由于WFRFT-OFDM系统同时存在单载波和多载波分量,其中多载波分量对由多普勒频移产生的ICI十分敏感,而时延扩展引起的ISI会对单载波分量产生较大影响,从而系统性能下降。但是经过加权的混合载波系统,由于其调制阶数的可选择性而拥有较低的ICI,而通过选取最优的阶次,WFRFT-OFDM系统比单载波和多载波系统具有更优的性能。
【关键词】：加权型分数阶傅里叶变换 时频衰落信道 误码率
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.53
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题背景及意义10-11
• 1.2 载波体制现状11-16
• 1.2.1 单载波通信系统11-13
• 1.2.2 多载波通信系统13-15
• 1.2.3 载波体制发展趋势15-16
• 1.3 研究的主要内容16-18
• 第二章 分数阶傅里叶变换18-29
• 2.1 概述18-20
• 2.1.1 分数阶傅里叶变换的提出18-19
• 2.1.2 分数阶傅里叶的应用19-20
• 2.2 分数阶傅里叶变换定义20-22
• 2.2.1 FRFT基本原理20-21
• 2.2.2 分数阶傅里叶变换的性质21-22
• 2.3 经典类分数阶傅里叶变换22-24
• 2.4 加权类分数阶傅里叶变换24-26
• 2.4.1 加权类分数阶傅里叶变换定义24-25
• 2.4.2 广义加权分数傅立叶变换25-26
• 2.5 离散序列4-WFRFT26-27
• 2.6 本章小结27-29
• 第三章 基于加权型分数阶傅里叶变换的OFDM通信系统29-39
• 3.1 子载波间干扰29-31
• 3.1.1 OFDM系统子载波干扰研究29-30
• 3.1.2 WFRFT-OFDM系统子载波间干扰研究30-31
• 3.2 基于WFRFT的数字通信系统模型31-33
• 3.2.1 OFDM系统数字模型31
• 3.2.2 WFRFT-OFDM系统数字模型31-33
• 3.3 时域频域双选择衰落信道33-34
• 3.3.1 衰落与干扰信道模型33-34
• 3.3.2 简化的选择性信道模型34
• 3.4 加权型分数阶傅里叶变换系统信号模型34-36
• 3.4.1 传输信号模型34-35
• 3.4.2 时频选择性衰落信道35
• 3.4.3 频域接收信号35-36
• 3.5 信号载波干扰比(SIR)36-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第四章 WFRFT-OFDM系统建模仿真39-47
• 4.1 WFRFT-OFDM系统仿真参数39-40
• 4.2 WFRFT-OFDM系统性能仿真40-46
• 4.2.1 不同频偏条件下WFRFT-OFDM系统的SIR与调制阶数关系40-41
• 4.2.2 不同调制阶数条件下系统SIR与频偏的关系41-42
• 4.2.3 误码率与信噪比的关系(频偏为0.01)42-43
• 4.2.4 不同调制阶数WFRFT-OFDM系统的误码率与信噪比关系(频偏为0.1)43-44
• 4.2.5 不同变换点数的WFRFT-OFDM系统的误码率与信噪比的关系44-46
• 4.3 本章小结46-47
• 第五章 WFRFT-OFDM系统符号间干扰研究47-51
• 5.1 符号间干扰的产生47
• 5.2 WFRFT-OFDM系统ISI理论分析47-48
• 5.3 WFRFT-OFDM系统抗符号间干扰性能分析48-49
• 5.4 数值仿真结果49-50
• 5.5 本章小结50-51
• 第六章 结论51-53
• 参考文献53-59
• 致谢59-60
• 硕士研究生期间主要成果60-61

【参考文献】

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本文编号：986396