基于多码的小波包多载波跳频通信系统

发布时间：2017-06-12 18:05

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【摘要】：小波包调制(WPM)作为多载波调制技术中的一种,具有较好的灵活性、高保密性和多速率传输等特点,利用小波包基函数的平移自正交性和互正交性,可以使WPM系统具有较强的抗载波间干扰和符号间干扰的能力。论文首先研究了小波变换和小波包变换的相关理论知识,并从频带利用率和抗干扰能力等方面,分析总结了基于传统傅里叶变换的多载波通信系统(OFDM)与基于小波包变换的多载波通信系统(WPM)的优缺点。在此基础上,利用跳频技术(FH)具有频率跳变、隐蔽性强、抗窄带干扰、易于与其他调制技术相结合等特点,将小波包多载波调制技术与跳频技术相结合,研究了基于小波包调制的多载波跳频通信系统(WPM-FH)。论文的主要内容和研究成果体现如下:1.由于MQAM调制是一种频谱利用率较高的调制方式,因此,提出一种基带数据采用MQAM调制的小波包多载波跳频通信系统(MQAM-WPM-FH)。分析了跳频点数、小波包滤波器长度和小波包树结构对系统的影响,推导出了系统的误码率公式。理论分析和仿真结果表明:与OFDM-FH系统相比,WPM-FH系统具有较高的频带利用率和较好的性能;在给定带宽下,通过增大MQAM调制中的M和小波包滤波器长度,可以有效降低多址干扰(MAI)对系统的干扰;在AWGN信道下,不同的小波包树结构对跳频系统的性能影响较小,但小波包调制结构的多样性可以提高系统的安全性。2.由于正交多码调制不仅能够提高系统的数据传输速率,同时也具有更好的抑制子数据流间干扰的能力。因此,在WPM-FH的基础上,引入多码(MCD)调制技术,提出了基于小波包调制的多码多载波跳频通信系统(WP-MCD/MC-FH-CDMA)。推导了系统在Nakagami-m衰落信道下的误码率性能,给出了用户数、小波包类型、小波包滤波器长度以及跳频点数与系统性能之间的关系。理论分析与仿真结果表明:增加小波包滤波器长度可以有效降低系统误码率,但不同小波包类型对系统性能的影响不大;跳频技术的引入不仅增加了系统的安全性,同时也可有效降低多址干扰(MAI)对系统性能的影响,提高了系统的可靠性能。
【关键词】：小波包调制 MQAM 跳频 Nakagami衰落信道 多码调制 误码率
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN914.41
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 引言10-13
• 1.1.1 多载波调制技术简介10-11
• 1.1.2 小波包调制技术概述11-13
• 1.2 国内外研究现状13-15
• 1.2.1 小波包调制与跳频技术13-14
• 1.2.2 小波包调制与扩频技术14-15
• 1.3 论文研究工作及安排15-17
• 第2章 小波包变换基本理论概述17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 小波和小波变换17-21
• 2.2.1 多分辨率分析18-19
• 2.2.2 小波分解与重构19-21
• 2.3 小波包变换21-28
• 2.3.1 小波包函数及其特征21-22
• 2.3.2 正交小波包变换22-25
• 2.3.3 小波包调制技术25-27
• 2.3.4 小波包调制在通信系统中的应用27-28
• 2.4 小波包调制的树结构及优化28-30
• 2.4.1 小波包调制树结构的多样性29
• 2.4.2 小波包调制结构的优化29-30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 MQAM调制的小波包多载波跳频通信系统分析31-43
• 3.1 引言31-33
• 3.1.1 MASK调制与正交幅度调制(MQAM)31-33
• 3.2 MQAM-WPM-FH通信系统模型及性能分析33-37
• 3.2.1 MQAM-WPM-FH通信系统模型33-35
• 3.2.2 MASK-WPM系统在AWGN下的性能分析35-36
• 3.2.3 MASK-WPM-FH系统性能分析36-37
• 3.2.4 MQAM-WPM-FH系统性能分析37
• 3.3 仿真结果分析37-42
• 3.3.1 性能分析与比较38-40
• 3.3.2 小波包调制树结构与滤波器长度对系统性能的影响40-42
• 3.4 本章小结42-43
• 第4章 小波包调制的多码多载波跳频通信系统43-65
• 4.1 引言43-48
• 4.1.1 系统发射机模型43-45
• 4.1.2 Nakagami-m衰落信道模型45-47
• 4.1.3 系统接收机模型47-48
• 4.2 系统误码率性能分析48-58
• 4.2.1 QPSK调制方差50-56
• 4.2.2 BPSK调制方差56-58
• 4.3 跳频系统误码率58-60
• 4.4 仿真结果分析60-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第5章 结束语65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 附录72

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本文编号：444598