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基于加权分数傅立叶变换的双弥散信道内信号波形设计

作　者: 吴玉龙
导　师: 沙学军
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 双弥散信道加权分数傅立叶变换波形设计抗干扰
分类号: TN911.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 26次
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内容摘要

随着无线技术的快速发展以及人们对无线通信质量要求的提高,需要在系统传输速率较高以及移动台和基站之间相对运动速率较高的情况下,通信系统仍能够满足通信质量的要求。但是在这样的通信环境下,信道呈现一种“双弥散”的特性,包括由多径时延造成的时间弥散和由每条径的时变特性(由Doppler频移引起)造成的频率弥散。本文针对双弥散信道,使用加权分数傅立叶变换(Weighted-type Fractional Fourier Transform ,WFRFT)这种时频工具提出合适的发送信号波形设计方法,用来抵抗双弥散信道中的时频干扰。首先对小尺度衰落信道进行分析,分别分析时间弥散信道和频率弥散信道特性并给出数学建模方法,使用加权分数傅立叶变换去描述双弥散信道,生成信道矩阵。基扩展模型是一种能够有效地估计双弥散信道的信道特性的方法,降低了信道估计的复杂度。加权分数傅立叶变换作为一种时频分析工具已经在信号处理等领域受到了较多的关注。本文总结了加权分数傅立叶变换的研究过程,给出了其数学定义表达式,并且给出了离散序列的加权分数傅立叶变换矩阵。最后使用一种简化的选择性衰落信道模型,对双弥散信道进行建模,针对得到的信道矩阵设计合适的信号波形,抵抗时频信道衰落。根据4-WFRFT加权矩阵的行向量转置是信道矩阵的特征向量这一特性,分别在BPSK和QPSK调制下提出发送信号波形设计方法,并且通过蒙特卡洛仿真。仿真结果表明使用4-WFRFT加权矩阵的行向量设计的发送信号能够抵抗双弥散信道中的时频衰落。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章绪论  8-13
  1.1 课题背景及意义  8-9
  1.2 双弥散信道中抗干扰技术研究现状  9-10
  1.3 加权分数傅立叶变换理论的研究现状  10-11
  1.4 本文的主要内容和结构  11-13
第2章双弥散信道的特征分析及建模  13-22
  2.1 小尺度衰落及数学模型  13-15
  2.2 时间弥散信道  15-16
  2.3 频率弥散信道  16-18
  2.4 基扩展模型  18-21
    2.4.1 基扩展模型综述  18-19
    2.4.2 基扩展模型定义  19-21
  2.5 本章小结  21-22
第3章加权分数傅立叶变换  22-35
  3.1 离散傅立叶变换的矩阵表达形式  22-24
  3.2 CFRFT 的定义及性质  24-26
  3.3 加权分数傅立叶变换的定义  26-30
  3.4 离散序列的WFRFT 及其矩阵表达  30-34
    3.4.1 离散序列4-WFRFT  30-32
    3.4.2 离散序列加权分数傅立叶变换矩阵  32-34
  3.5 本章小结  34-35
第4章基于WFRFT 的信号波形设计  35-60
  4.1 信道矩阵的构建  35-37
  4.2 信道矩阵的特征向量  37-40
  4.3 信号波形设计  40-50
    4.3.1 BPSK 调制下信号设计  41-48
    4.3.2 QPSK 调制下信号设计  48-50
  4.4 性能仿真  50-59
    4.4.1 仿真任务说明  50
    4.4.2 仿真条件设置  50
    4.4.3 仿真结果  50-58
    4.4.4 仿真结论  58-59
  4.5 本章小结  59-60
结论  60-61
参考文献  61-66
攻读硕士期间发表的论文及其它成果  66-68
致谢  68

基于加权分数傅立叶变换的双弥散信道内信号波形设计

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