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小波在擴(kuò)頻通信中的應(yīng)用

作者: 時(shí)間:2010-12-25 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  設(shè)fj和gj分別是尺度為j的兩個(gè)正交空間Vj和Wj上的函數(shù),則它們有唯一級(jí)數(shù)表示:

g108-9.gif (628 bytes) (9a)
g108-10.gif (626 bytes) (9b)

  從式(8)、(9)可得到分解及重構(gòu)算法

g108-11.gif (571 bytes) (10a)
g108-12.gif (580 bytes) (10b)
g108-13.gif (946 bytes) (10c)

在有限分辨率情況下(即m<ts108.gif (98 bytes)),式(4)可以改寫(xiě)為

g108-14.gif (1114 bytes) (11)

  接收端收到的信號(hào)ts36-3.gif (86 bytes)(t)=c(t)+n(t),n(t)是信道噪聲,根據(jù)式(11)可以得到最佳接收機(jī)模型為

g108-15.gif (1163 bytes) (12)

由式(10)~(12)可以得到SDMA的調(diào)制解調(diào)模型,如圖1,2所示.

t108-1.gif (2555 bytes)

圖1 SDMA的多速率調(diào)制模型

t108-2.gif (2760 bytes)

圖2 SDMA的多速率解調(diào)(最佳接收機(jī))模型

  在實(shí)際系統(tǒng)中,總有g108-16.gif (350 bytes),因此系統(tǒng)容量為M=ts108.gif (98 bytes)-M,ts108.gif (98 bytes)和M分別為系統(tǒng)分辨率的上限和下限.若在尺度為m的信道上采用多電平PAM調(diào)制,因此信道的傳輸速率Bm=2mlog2Lm比特/秒,其中Lm是調(diào)制電平數(shù).顯然,此時(shí)數(shù)據(jù)是在g108-17.gif (406 bytes)的頻帶上傳輸.對(duì)這種調(diào)制方式,可以得出未編碼情況下在加性高斯分形噪聲信道中的誤碼率[2],實(shí)際上對(duì)加性白高斯噪聲(AWGN)信道類似有

g108-18.gif (1002 bytes) (13)

式中Em為每符號(hào)的平均能量,σ2為AWGN的方差.從式(13)可以看出,各信道的誤碼率會(huì)不一致.

四、SDMA的性能及特點(diǎn)
  通過(guò)前面的分析,說(shuō)明SDMA系統(tǒng)具有很好的抗窄帶噪聲性能,同時(shí)還可以通過(guò)選擇合適的基w使得發(fā)送信號(hào)類似于背景噪聲的頻譜特性,使之具有很強(qiáng)的保密性[2].與CDMA相似,只有知道w的接收者才能獲得信息,而其他人很難竊取;并且還可以讓發(fā)送者按某一規(guī)律用不同發(fā)送信息(稱之為wavelet hopping spread spectrum),以增強(qiáng)系統(tǒng)安全性,這與跳頻(FH/SS)較為類似.SDMA系統(tǒng)是將信號(hào)能量分配到不同的頻率子帶上進(jìn)行傳輸,也使得系統(tǒng)具有很強(qiáng)的抗窄帶噪聲性能.在圖1和圖2中,傳輸函數(shù)p(n)、q(n)以及p(-n)、q(-n)即為實(shí)現(xiàn)這種分配及其逆過(guò)程.這些傳輸函數(shù)可以用正交鏡像濾波器(PR-QMF)組實(shí)現(xiàn).
  另一方面,也可以用SDMA的綜合/分析濾波器組代替?zhèn)鹘y(tǒng)CDMA系統(tǒng)中的Gold序列M序列對(duì)信息進(jìn)行[3,4],這樣就可以將同一用戶的信處分配到不同子帶上傳輸.圖3給出了這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu).其中的綜合濾波器組與分析濾波器組用PR-QMF實(shí)現(xiàn),子帶選擇/提取可以用來(lái)控制信息比特在不同子帶上傳輸.圖4和圖5分別給出了在AWGN信道下這一系統(tǒng)的單用戶和兩用戶性能的計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果.

t108-3.gif (3892 bytes)

圖3 SDMA擴(kuò)頻系統(tǒng)模型

t109-1.gif (2944 bytes)

圖4 AWGN信道下SDMA系統(tǒng)單用戶性能

t109-2.gif (4482 bytes)

  • 圖5 AWGN信道下基于不同擴(kuò)頻碼的兩用戶異步CDMA系統(tǒng)性能(PR-QMF的擴(kuò)頻系數(shù)為32,Gold序列和M序列的長(zhǎng)度為31)



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