基于CHIRP信號(hào)和分?jǐn)?shù)傅立葉變換的無(wú)線傳輸技術(shù)研究.pdf

1、資源受限和信道損傷是無(wú)線通信系統(tǒng)面臨的主要挑戰(zhàn)。在多用戶(hù)無(wú)線通信系統(tǒng)中,各傳輸鏈路的資源占用特征、互擾問(wèn)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(hào)形式和信號(hào)處理方法關(guān)系密切。傳統(tǒng)體制在資源使用效率和傳輸質(zhì)量保障方面的不足,在很大程度上可歸因于通信信號(hào)和處理方法上的局限性。本文將提高無(wú)線資源使用效率和改善干擾環(huán)境下無(wú)線傳輸性能作為出發(fā)點(diǎn),探討更具一般性的Chirp信號(hào)(線性調(diào)頻信號(hào))和基于分?jǐn)?shù)傅立葉變換的信號(hào)處理手段在無(wú)線通信

2、系統(tǒng)中應(yīng)用所具有的潛在價(jià)值。主要工作和貢獻(xiàn)歸納為以下幾個(gè)方面:
　　第一,基于分?jǐn)?shù)傅立葉變換的Chirp信號(hào)分析、處理方法研究。由于側(cè)重點(diǎn)不同,有關(guān)研究大多只關(guān)注于 Chirp信號(hào)在最優(yōu)階變換域上呈現(xiàn)的能量聚集現(xiàn)象,但對(duì)于非最優(yōu)階變換域特征鮮有討論,而后者直接關(guān)系到以Chirp信號(hào)為載體進(jìn)行通信時(shí)傳輸鏈路分離性及互擾強(qiáng)度的評(píng)估。鑒于此,對(duì)一般變換域上的Chirp信號(hào)特征給予了必要的討論,包括非對(duì)稱(chēng)雙邊帶特征和廣義帶寬的近似計(jì)算方法

3、。通過(guò)推導(dǎo)截?cái)嘈盘?hào)的分?jǐn)?shù)傅立葉變換與該信號(hào)同一個(gè)無(wú)限長(zhǎng)Chirp基信號(hào)的時(shí)域相關(guān)運(yùn)算的關(guān)系,證明了兩種運(yùn)算具有等效性,明晰了數(shù)學(xué)工具與信號(hào)處理物理含義的映射關(guān)系。
　　第二,混合傳輸 Chirp信號(hào)的變換域分離性與互擾問(wèn)題研究。推導(dǎo)了不同信號(hào)呈變換域主瓣分離性與信號(hào)相關(guān)性的關(guān)系,得出前者是后者的充分條件這一結(jié)論,并歸納了變換域主瓣可分離的Chirp信號(hào)參數(shù)關(guān)系。對(duì)于存在主瓣混疊的Chirp信號(hào),討論了互擾原理與危害,并分別利用定量

4、計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析研究了決定互擾強(qiáng)度的主要因素。提出了一種基于分?jǐn)?shù)傅立葉變換的干擾形式轉(zhuǎn)化和抑制的方法,并討論了適用條件及引起的信號(hào)失真問(wèn)題。
　　第三,基于 Chirp信號(hào)和分?jǐn)?shù)傅立葉變換信號(hào)處理的無(wú)線傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究。重點(diǎn)關(guān)注了Chirp擴(kuò)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(gè)方面。針對(duì)基本二進(jìn)制調(diào)頻率調(diào)制,著重評(píng)價(jià)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(jí)聯(lián)包絡(luò)檢波的解調(diào)方法具有等價(jià)

5、性;針對(duì)基本二進(jìn)制調(diào)頻率調(diào)制的符號(hào)速率受限問(wèn)題,提出了利用兩級(jí) Chirp調(diào)制分別滿(mǎn)足符號(hào)弱相關(guān)性要求和處理增益要求的廣義二進(jìn)制和多進(jìn)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(kuò)頻法基于變換域解擴(kuò)/解調(diào)的可行性。針對(duì)目前Chirp擴(kuò)頻同步捕獲方法復(fù)雜度高的問(wèn)題,提出了一種利用變換域半軸能量比值作為同步窗時(shí)延估計(jì)的粗同步方法,并針對(duì)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(jiǎn)化模

6、型考察了多徑傳播 Chirp信號(hào)的變換域譜特征以及典型 Chirp擴(kuò)頻方案的抗衰落性能,給出了避免符號(hào)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(diǎn)的采樣進(jìn)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(fù)用與協(xié)同傳輸方法研究。提出了將無(wú)線資源按客觀資源和衍生資源加以分類(lèi)的方法,探討了解決客觀資源受限問(wèn)題的技術(shù)途徑。為避免用戶(hù)信道資源冗余,提出基于業(yè)務(wù)多址和分級(jí)接入的資源按需分配方法。以獲得更多衍生資源為目的