基于小波包变换的多载波调制系统的采样同步和盲信道估计

论文摘要

小波包多载波调制(Wavelet Packet Division Multiplexing,WPDM)是数学中的小波/小波包分析理论与通信中的多载波调制技术相结合所产生的一种新的多载波调制技术,具有频谱效率高和良好的抗衰落、干扰,易于实现多速率传输等优良特性。本文深入研究了基于判决的前馈最大似然的采样同步,及在此过程中涉及到的盲信道估计问题。论文从多载波调制技术出发,详细介绍了多载波技术的原理和特性,讨论了多载波技术的应用:正交频分复用(Othogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)和小波包多载波调制(WPDM)技术;继而深入讨论了采样同步对于WPDM的重要意义以及基于判决的前馈最大似然的同步方法;接着通过介绍无线信道的特性、类型以及信道的统计和理论模型,指出信道估计技术对于未来移动通信系统的必要性,主要分析了基于SVD(Singular Value Decomposition,奇异值分解)的信道盲估计方法。对于同步和信道估计,每一部分都通过Matlab建模与仿真,分别分析和验证了其在WPDM系统中的性能。理论分析与实验结果表明,本文阐述的基于判决的前馈最大似然采样同步和基于SVD的信道盲估计方案能够有效的减少符号间干扰,降低信号传输的误码率,提高通信的传输质量。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪言
• 1.1 引言
• 1.1.1 小波与小波包
• 1.1.2 宽带通信系统与多载波调制技术
• 1.1.3 同步与信道估计
• 1.2 本文的主要工作
• 第二章 小波与小波包理论
• 2.1 小波分析
• 2.1.1 连续小波变换
• 2.1.2 离散小波变换
• 2.2 多分辨率分析
• 2.3 小波包变换
• 2.3.1 小波包函数的定义
• 2.3.2 小波包函数的正交性
• 2.3.3 基于小波包函数的正交子空间分解
• 2.4 Mallat算法及其实现
• 2.4.1 尺度函数和小波函数的性质
• 2.4.2 Mallat 算法
• 2.4.3 紧支小波的定义
• 2.4.4 滤波器组与小波变换的实现
• 第三章 多载波调制系统
• 3.1 单载波调制
• 3.2 多载波调制
• 3.2.1 多载波调制的基本原理与实现
• 3.2.2 多载波调制的特点
• 3.2.3 多载波调制系统中的一些其它技术
• 3.3 OFDM技术简述
• 3.3.1 OFDM系统基本模型
• 3.3.2 OFDM的快速傅立叶实现（FFT）
• 3.3.3 OFDM系统的优缺点
• 3.4 小波包多调制调制（WPDM）
• 3.4.1 WPDM的基本原理与实现
• 3.4.2 WPDM的特点及与OFDM的比较
• 第四章 WPDM系统的采样同步
• 4.1 同步简介
• 4.2 最大似然估计算法简介
• 4.2.1 信号参数估计理论
• 4.2.2 似然函数
• 4.2.3 定向判决的最大似然估计
• 4.2.4 非定向判决的最大似然估计
• 4.3 数字系统中的定时估计
• 4.3.1 定时恢复的基本步骤
• 4.3.2 插值和抽取计算
• 4.4 数字系统中的采样定时估计
• 4.4.1 多载波系统中ML采样同步的实现
• 4.5 采样定时偏差对WPDM系统的影响
• 4.6 WPDM系统的采样定时仿真
• 4.6.1 WPDM采样同步结构框图
• 4.6.2 仿真参数设置及仿真结果
• 第五章 WPDM系统多径信道的盲估计
• 5.1 Rayleigh信道建模
• 5.1.1 无线信道的特征
• 5.1.2 信道的统计模型
• 5.1.3 信道的统计模型
• 5.1.3.1 Rayleigh 衰落分布
• 5.1.3.2 Ricean衰落分布
• 5.1.3.3 Nakagami-m衰落分布
• 5.1.4 信道的理论模型
• 5.1.4.1 双径信道模型
• 5.1.4.2 功率衰减信道模型
• 5.1.4.3 平坦衰落的clarke模型
• 5.1.4.4 Suzuki信道模型
• 5.1.4.5 地面移动信道模型
• 5.2 基于矩阵奇异值分解（SVD）的信道盲估计
• 5.2.1 信道估计的一般理论
• 5.2.2 基于矩阵奇异值分解（SVD）的信道盲估计
• 5.3 SVD算法在信道估计中的应用
• 5.4 SVD算法仿真
• 参考文献
• 致谢