本實(shí)用新型涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于小波變換的混合載波調(diào)制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

無(wú)線信道在高速移動(dòng)環(huán)境下呈現(xiàn)出雙彌散特性，即時(shí)頻雙選擇性衰落(DS：Doubly Selective fading)。在這種信道下通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量會(huì)受到以下兩方面的影響，一是由于多徑時(shí)延所產(chǎn)生的符號(hào)間干擾(ISI：Inter Symbol Interference)，另一個(gè)是多普勒效應(yīng)引起的子載波間干擾(ICI：Inter Carrier Interference)，如何有效抑制這兩種干擾，提高系統(tǒng)的通信性能是通信中必須要解決的問(wèn)題。

目前，單載波(SC：Single-Carrier)調(diào)制技術(shù)和以正交頻分復(fù)用為代表的多載波(MC:Multi-Carrier)調(diào)制技術(shù)是解決上述問(wèn)題的常用方法。單載波系統(tǒng)不受ICI影響，但多徑傳播引起的ISI卻難以消除，即單載波調(diào)制系統(tǒng)很容易受到ISI的影響。正交頻分復(fù)用技術(shù)在DS信道下，多普勒頻移破壞了子載波之間的正交性，從而存在嚴(yán)重的ICI。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供一種基于小波變換的混合載波調(diào)制系統(tǒng)，其能夠有效抑制高速移動(dòng)環(huán)境下多普勒頻移和多經(jīng)傳輸效應(yīng)引起的通信信號(hào)能量在時(shí)域和頻域分別產(chǎn)生的時(shí)延擴(kuò)展和多普勒擴(kuò)展，從而提高通信系統(tǒng)的性能。

為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于小波變換的混合載波調(diào)制系統(tǒng)，包括發(fā)送端和接收端，其中發(fā)送端和接收端通過(guò)時(shí)頻雙選信道連接；發(fā)送端包括基帶調(diào)制器、基于小波變換的混合載波調(diào)制器和并串轉(zhuǎn)換器；基帶調(diào)制器輸入數(shù)據(jù)源，基帶調(diào)制器的輸出端經(jīng)基帶調(diào)制器連接基于小波變換的混合載波調(diào)制器的輸入端，基于小波變換的混合載波調(diào)制器的輸出端經(jīng)并串轉(zhuǎn)換器連接時(shí)頻雙選信道；接收端包括串并轉(zhuǎn)換器、小波變換器、基于小波變換的混合載波解調(diào)器和基帶解調(diào)器；串并轉(zhuǎn)換器的輸入端連接時(shí)頻雙選信道，串并轉(zhuǎn)換器的輸出端經(jīng)小波變換器連接基于小波變換的混合載波解調(diào)器的輸入端，基于小波變換的混合載波解調(diào)器的輸出端連接基帶解調(diào)器的輸入端，基帶解調(diào)器的輸出端輸出數(shù)據(jù)。

上述方案中，基于小波變換的混合載波調(diào)制器主要由調(diào)制串并轉(zhuǎn)換模塊、第一調(diào)制翻轉(zhuǎn)模塊、調(diào)制小波變換模塊、第二調(diào)制翻轉(zhuǎn)模塊、調(diào)制加權(quán)模塊和調(diào)制累加模塊組成；調(diào)制串并轉(zhuǎn)換模塊的輸入端形成基于小波變換的混合載波調(diào)制器的輸入端；調(diào)制串并轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分為3路，一路經(jīng)第一調(diào)制翻轉(zhuǎn)模塊連接調(diào)制加權(quán)模塊的第二輸入端，一路直接連接調(diào)制加權(quán)模塊的第零輸入端，一路連接調(diào)制小波變換模塊的輸入端；調(diào)制小波變換模塊的輸出端分為2路，一路直接連接調(diào)制加權(quán)模塊的第一輸入端，一路經(jīng)第二調(diào)制翻轉(zhuǎn)模塊連接調(diào)制加權(quán)模塊的第三輸入端；調(diào)制加權(quán)模塊的4個(gè)輸出端同時(shí)連接調(diào)制累加模塊的輸入端，調(diào)制累加模塊的輸出端形成基于小波變換的混合載波調(diào)制器的輸出端。

上述方案中，基于小波變換的混合載波解調(diào)器主要由解調(diào)串并轉(zhuǎn)換模塊、第一解調(diào)翻轉(zhuǎn)模塊、解調(diào)小波變換模塊、第二解調(diào)翻轉(zhuǎn)模塊、解調(diào)加權(quán)模塊和解調(diào)累加模塊組成；解調(diào)串并轉(zhuǎn)換模塊的輸入端形成基于小波變換的混合載波解調(diào)器的輸入端；解調(diào)串并轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分為3路，一路經(jīng)第一解調(diào)翻轉(zhuǎn)模塊連接解調(diào)加權(quán)模塊的第二輸入端，一路直接連接解調(diào)加權(quán)模塊的第零輸入端，一路連接解調(diào)小波變換模塊的輸入端；解調(diào)小波變換模塊的輸出端分為2路，一路直接連接解調(diào)加權(quán)模塊的第一輸入端，一路經(jīng)第二解調(diào)翻轉(zhuǎn)模塊連接解調(diào)加權(quán)模塊的第三輸入端；解調(diào)加權(quán)模塊的4個(gè)輸出端同時(shí)連接解調(diào)累加模塊的輸入端，解調(diào)累加模塊的輸出端形成基于小波變換的混合載波解調(diào)器的輸出端。

上述方案中，基帶調(diào)制器為dpsk調(diào)制器。

上述方案中，基帶解調(diào)器為dpsk解調(diào)器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型采用基于小波變換的混合載波調(diào)制方法來(lái)抑制雙選信道下ISI/ICI干擾問(wèn)題，其融合了小波換和單變載波的調(diào)制特性，能夠同時(shí)傳輸SC和MC調(diào)制的信號(hào)，從而成功的實(shí)現(xiàn)了信號(hào)在時(shí)頻域平面的自由旋轉(zhuǎn)。多載波分量對(duì)由多普勒頻移所產(chǎn)生的ICI十分敏感，而時(shí)延擴(kuò)展所引起的ISI會(huì)對(duì)單載波分量產(chǎn)生較大的影響，但通過(guò)改變調(diào)制參數(shù)，可有效降低二種干擾對(duì)系統(tǒng)的影響。

附圖說(shuō)明

圖1是基于小波變換的混合載波調(diào)制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。

圖2是基于小波變換的混合載波調(diào)制方法的原理圖。

圖3是靜止時(shí)基于小波變換的混合載波調(diào)制和傳統(tǒng)多載波性能對(duì)比圖。

圖4是當(dāng)v＝150公里/小時(shí)基于小波變換的混合載波調(diào)制和傳統(tǒng)多載波性能對(duì)比圖。

具體實(shí)施方式

一種基于小波變換的混合載波調(diào)制系統(tǒng)，如圖1所示，包括發(fā)送端和接收端，其中發(fā)送端和接收端通過(guò)時(shí)頻雙選信道連接。發(fā)送端包括基帶調(diào)制器、基于小波變換的混合載波調(diào)制器和并串轉(zhuǎn)換器?；鶐д{(diào)制器的輸入端輸入數(shù)據(jù)，基帶調(diào)制器的輸出端經(jīng)基帶調(diào)制器連接基于小波變換的混合載波調(diào)制器的輸入端，基于小波變換的混合載波調(diào)制器的輸出端經(jīng)并串轉(zhuǎn)換器連接時(shí)頻雙選信道。接收端包括串并轉(zhuǎn)換器、小波變換器、基于小波變換的混合載波解調(diào)器和基帶解調(diào)器。串并轉(zhuǎn)換器的輸入端連接時(shí)頻雙選信道，串并轉(zhuǎn)換器的輸出端經(jīng)小波變換器連接基于小波變換的混合載波解調(diào)器的輸入端，基于小波變換的混合載波解調(diào)器的輸出端連接基帶解調(diào)器的輸入端，基帶解調(diào)器的輸出端輸出數(shù)據(jù)。

基于小波變換的混合載波調(diào)制器和基于小波變換的混合載波解調(diào)器的結(jié)構(gòu)相同，如圖2所示。

基于小波變換的混合載波調(diào)制器主要由調(diào)制串并轉(zhuǎn)換模塊、第一調(diào)制翻轉(zhuǎn)模塊、調(diào)制小波變換模塊、第二調(diào)制翻轉(zhuǎn)模塊、調(diào)制加權(quán)模塊和調(diào)制累加模塊組成；調(diào)制串并轉(zhuǎn)換模塊的輸入端形成基于小波變換的混合載波調(diào)制器的輸入端；調(diào)制串并轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分為3路，一路經(jīng)第一調(diào)制翻轉(zhuǎn)模塊連接調(diào)制加權(quán)模塊的第二輸入端，一路直接連接調(diào)制加權(quán)模塊的第零輸入端，一路連接調(diào)制小波變換模塊的輸入端；調(diào)制小波變換模塊的輸出端分為2路，一路直接連接調(diào)制加權(quán)模塊的第一輸入端，一路經(jīng)第二調(diào)制翻轉(zhuǎn)模塊連接調(diào)制加權(quán)模塊的第三輸入端；調(diào)制加權(quán)模塊的4個(gè)輸出端同時(shí)連接調(diào)制累加模塊的輸入端，調(diào)制累加模塊的輸出端形成基于小波變換的混合載波調(diào)制器的輸出端。

基于小波變換的混合載波解調(diào)器主要由解調(diào)串并轉(zhuǎn)換模塊、第一解調(diào)翻轉(zhuǎn)模塊、解調(diào)小波變換模塊、第二解調(diào)翻轉(zhuǎn)模塊、解調(diào)加權(quán)模塊和解調(diào)累加模塊組成；解調(diào)串并轉(zhuǎn)換模塊的輸入端形成基于小波變換的混合載波解調(diào)器的輸入端；解調(diào)串并轉(zhuǎn)換模塊的輸出端分為3路，一路經(jīng)第一解調(diào)翻轉(zhuǎn)模塊連接解調(diào)加權(quán)模塊的第二輸入端，一路直接連接解調(diào)加權(quán)模塊的第零輸入端，一路連接解調(diào)小波變換模塊的輸入端；解調(diào)小波變換模塊的輸出端分為2路，一路直接連接解調(diào)加權(quán)模塊的第一輸入端，一路經(jīng)第二解調(diào)翻轉(zhuǎn)模塊連接解調(diào)加權(quán)模塊的第三輸入端；解調(diào)加權(quán)模塊的4個(gè)輸出端同時(shí)連接解調(diào)累加模塊的輸入端，解調(diào)累加模塊的輸出端形成基于小波變換的混合載波解調(diào)器的輸出端。

在本實(shí)用新型中，基帶調(diào)制器為dpsk調(diào)制器，基帶解調(diào)器為dpsk解調(diào)器。

在發(fā)射端利用基于小波變換的混合載波調(diào)制技術(shù)使得調(diào)制信號(hào)可以在時(shí)域和頻域之間進(jìn)行變化，且由于信號(hào)經(jīng)過(guò)-a階的基于小波變換的混合載波調(diào)制后，信號(hào)的能量可以均勻的分配，通過(guò)信道后，信道的干擾可以均勻的分布到信號(hào)上，這樣更有利用信號(hào)的判決。在接收端經(jīng)過(guò)相對(duì)應(yīng)的解調(diào)方法，通過(guò)a-1階的解調(diào)得恢復(fù)出數(shù)據(jù)。以此來(lái)提高高速移動(dòng)環(huán)境下通信系統(tǒng)的性能。

圖3是靜止時(shí)基于小波變換的混合載波調(diào)制和傳統(tǒng)多載波性能對(duì)比圖。圖4是當(dāng)v＝150公里/小時(shí)基于小波變換的混合載波調(diào)制和傳統(tǒng)多載波性能對(duì)比圖。根據(jù)小波變換和正交頻分復(fù)用后的頻譜圖對(duì)比可知：(1)小波變換擁有更高的頻譜效率，并且受到多普勒頻偏的影響相對(duì)較小。(2)基于小波變換的混合載波系統(tǒng)為單載波多載波的混合體，系統(tǒng)受到的載波頻偏干擾在單載波和多載波之間。而多載波系統(tǒng)對(duì)載波間干擾較為敏感，當(dāng)發(fā)送接收端存在頻率偏差時(shí)，多載波系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的地板效應(yīng)，單載波系統(tǒng)幾乎不受到載波間的干擾。(3)基于小波變換的混合載波調(diào)制能夠靈活調(diào)制系統(tǒng)調(diào)制階次，在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)信道的傳輸條件，可以選擇一個(gè)相對(duì)較優(yōu)的調(diào)制階次從而得到更優(yōu)的系統(tǒng)性能。

本實(shí)用新型針對(duì)高速移動(dòng)環(huán)境下多普勒頻偏和多經(jīng)衰落對(duì)信號(hào)傳輸質(zhì)量的影響，結(jié)合小波變換和單載波調(diào)制的優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)基于小波變換的混合載波調(diào)制方法來(lái)抑制雙選信道下ISI/ICI干擾問(wèn)題，從而提高了系統(tǒng)傳輸性能。