基于CHIRP信號和分數(shù)傅立葉變換的無線傳輸技術研究.pdf

1、資源受限和信道損傷是無線通信系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)。在多用戶無線通信系統(tǒng)中,各傳輸鏈路的資源占用特征、互擾問題以及抵抗信道損傷的能力等與傳輸體制采用的具體通信信號形式和信號處理方法關系密切。傳統(tǒng)體制在資源使用效率和傳輸質量保障方面的不足,在很大程度上可歸因于通信信號和處理方法上的局限性。本文將提高無線資源使用效率和改善干擾環(huán)境下無線傳輸性能作為出發(fā)點,探討更具一般性的Chirp信號(線性調(diào)頻信號)和基于分數(shù)傅立葉變換的信號處理手段在無線通信

2、系統(tǒng)中應用所具有的潛在價值。主要工作和貢獻歸納為以下幾個方面:
　　第一,基于分數(shù)傅立葉變換的Chirp信號分析、處理方法研究。由于側重點不同,有關研究大多只關注于 Chirp信號在最優(yōu)階變換域上呈現(xiàn)的能量聚集現(xiàn)象,但對于非最優(yōu)階變換域特征鮮有討論,而后者直接關系到以Chirp信號為載體進行通信時傳輸鏈路分離性及互擾強度的評估。鑒于此,對一般變換域上的Chirp信號特征給予了必要的討論,包括非對稱雙邊帶特征和廣義帶寬的近似計算方法

3、。通過推導截斷信號的分數(shù)傅立葉變換與該信號同一個無限長Chirp基信號的時域相關運算的關系,證明了兩種運算具有等效性,明晰了數(shù)學工具與信號處理物理含義的映射關系。
　　第二,混合傳輸 Chirp信號的變換域分離性與互擾問題研究。推導了不同信號呈變換域主瓣分離性與信號相關性的關系,得出前者是后者的充分條件這一結論,并歸納了變換域主瓣可分離的Chirp信號參數(shù)關系。對于存在主瓣混疊的Chirp信號,討論了互擾原理與危害,并分別利用定量

4、計算和統(tǒng)計分析研究了決定互擾強度的主要因素。提出了一種基于分數(shù)傅立葉變換的干擾形式轉化和抑制的方法,并討論了適用條件及引起的信號失真問題。
　　第三,基于 Chirp信號和分數(shù)傅立葉變換信號處理的無線傳輸關鍵技術研究。重點關注了Chirp擴頻調(diào)制方法、同步捕獲方法和彌散信道下典型調(diào)制方案的傳輸性能這三個方面。針對基本二進制調(diào)頻率調(diào)制,著重評價了基于變換域峰值判決解調(diào)方法的最優(yōu)性,并證明該方法與匹配濾波級聯(lián)包絡檢波的解調(diào)方法具有等價

5、性;針對基本二進制調(diào)頻率調(diào)制的符號速率受限問題,提出了利用兩級 Chirp調(diào)制分別滿足符號弱相關性要求和處理增益要求的廣義二進制和多進制調(diào)頻率調(diào)制,后者為取得帶寬效率與誤碼率性能的折中提供了一種途徑;論證了直接調(diào)制 Chirp擴頻法基于變換域解擴/解調(diào)的可行性。針對目前Chirp擴頻同步捕獲方法復雜度高的問題,提出了一種利用變換域半軸能量比值作為同步窗時延估計的粗同步方法,并針對影響同步精度的主要因素給出了解決辦法。利用雙彌散信道簡化模

6、型考察了多徑傳播 Chirp信號的變換域譜特征以及典型 Chirp擴頻方案的抗衰落性能,給出了避免符號間干擾的參數(shù)條件,并提出利用變換域譜函數(shù)在幅度峰值點的采樣進行解調(diào),獲得選擇性分集合并增益。
　　第四,基于變換域的資源分割復用與協(xié)同傳輸方法研究。提出了將無線資源按客觀資源和衍生資源加以分類的方法,探討了解決客觀資源受限問題的技術途徑。為避免用戶信道資源冗余,提出基于業(yè)務多址和分級接入的資源按需分配方法。以獲得更多衍生資源為目的