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正交小波包波分复用系统的信道估计研究

作　者: 徐宁
导　师: 谭鸽伟
学　校: 华侨大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 正交小波包波分复用 LS LMMSE 信道估计半盲信道估计 LMS
分类号: TN929.53
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
引　用: 0次
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内容摘要

正交小波包波分复用（OWPDM）技术是将多载波调制技术和小波包分解重构理论相结合产生的一种新的调制技术。该技术利用小波包逆变换和正变换实现多载波信号的调制和解调，获得比传统正交频分复用（OFDM）系统更高的频谱利用率和抗干扰能力。因为在无线信道中存在多径衰落和多普勒频移，导致系统性能不够理想，为了在OWPDM系统中实现高速率数据传输，必然要采用合适的信道估计技术来对抗信道中的多径衰落和多普勒频移。因此对OWPDM系统及其信道估计等关键技术的研究具有重要的意义和实用价值。论文首先从系统结构框图、抗干扰性能、频谱利用率、数据安全性、峰均比以及系统实现的复杂度等方面，对比分析了OFDM及OWPDM两个系统的性能。在此基础上，探讨了常用信道估计算法（LS信道估计算法，LMMSE信道估计算法）在OWPDM系统中的适用性，研究了不同映射方式下OWPDM系统中基于插值的线性最小均方误差（LMMSE）信道估计算法，并和LS算法作了比较。仿真结果表明，这种算法能够提高OWPDM系统的信道估计性能。在高阶映射情况下，更精确的插值算法对系统性能的提升更加明显。在基于导频的信道估计中提出了立方卷积插值算法，并在OWPDM系统中把该算法和其他插值算法进行了仿真比较。仿真结果表明该算法能够提高信道估计的精度。针对传统LMS 半盲信道估计容易造成误差传染的缺点，提出了一种改进的基于LMS的半盲信道估计算法，仿真结果表明，在插入更少导频数目的情况下，新算法估计性能优于LS信道估计算法，在插入相同数目导频的情况下，与传统的LMS信道估计算法相比，新算法能使系统获得更好的误码性能。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章引言  9-17
  1.1 研究背景及其意义  9-12
  1.2 多载波调制系统中的信道估计研究  12-13
  1.3 国内外研究现状  13-15
  1.4 本文的研究成果和创新点  15
  1.5 本文的结构安排  15-17
第2章小波/小波包基础理论  17-28
  2.1 傅里叶变换与小波变换  17-20
  2.2 离散小波变换  20-21
  2.3 多分辨率分析与 Mallat 算法  21-25
    2.3.1 多分辨率分析  21-24
    2.3.2 Mallat 算法  24-25
  2.4 小波包变换  25-27
    2.4.1 Mallat 算法及其实现  26-27
  2.5 本章小结  27-28
第3章 OFDM 系统与 OWPDM 系统  28-43
  3.1 正交频分复用（OFDM）系统  28-30
  3.2 正交小波包波分复用（OWPDM）系统  30-34
    3.2.1 复用转换器完全重构证明  31-34
  3.3 OWPDM 系统的特点及其与 OFDM 系统的比较  34-41
    3.3.1 抗干扰能力  34-37
    3.3.2 频谱利用率  37-38
    3.3.3 数据安全性  38-39
    3.3.4 峰均比特性  39-40
    3.3.5 复杂度  40-41
  3.4 本章小结  41-43
第4章无线传输信道模型  43-50
  4.1 大尺度衰落  43
  4.2 阴影衰落  43-44
  4.3 多径衰落  44-47
    4.3.1 多径信道的模型及信道中信号的统计特性  44-45
    4.3.2 多径信道的信道参数  45-47
    4.3.3 多径信道中常见的衰落类型  47
  4.4 本文采用的信道模型  47-49
  4.5 本章小结  49-50
第5章 OWPDM 系统中基于导频的信道估计  50-66
  5.1 基于导频的信道估计的 OWPDM 系统  50-51
  5.2 基于导频的信道估计  51-57
    5.2.1 导频的插入方式  51-53
    5.2.2 接收端导频插入位置处信道响应值的估计准则  53-55
    5.2.3 利用导频位置处信道响应求出数据位置处的信道响应  55-57
  5.3 一种新的插值算法  57-58
  5.4 算法仿真分析  58-64
    5.4.1 无信道估计时系统的误码性能  58-60
    5.4.2 采用常值插值时系统的误码性能  60-61
    5.4.3 采用不同插值算法的系统误码性能  61-63
    5.4.4 采用立方卷积插值算法的系统误码性能  63-64
  5.5 本章小结  64-66
第6章 OWPDM 系统中的半盲信道估计  66-77
  6.1 LMS 算法原理及其仿真  66-68
    6.1.1 LMS 算法原理  66-67
    6.1.2 LMS 算法仿真  67-68
  6.2 OWPDM 系统中基于 LMS 的半盲信道估计算法  68-72
    6.2.1 传统的 LMS 半盲信道估计算法  68-70
    6.2.2 改进的 LMS 半盲信道估计算法  70-72
  6.3 算法仿真分析  72-75
    6.3.1 基于导频的 LS 信道估计和 LMS 半盲信道估计比较  72-74
    6.3.2 两种 LMS 半盲信道估计算法比较  74-75
    6.3.3 改进 LMS 算法不同步长的比较  75
  6.4 本章小结  75-77
第7章总结与展望  77-79
参考文献  79-83
致谢  83-85
个人简历、在学期间发表的学术论文  85

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