基于正交小波函数族的多址通信原理及其应用

时间:2012-09-11来源:网络

设fj和gj分别是尺度为j的两个正交空间Vj和Wj上的函数,则它们有唯一级数表示:

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

  从式(8)、(9)可得到小波分解及重构算法

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

在有限分辨率情况下(即m<ts108.gif (98 bytes)),式(4)可以改写为

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

  接收端收到的信号ts36-3.gif (86 bytes)(t)=c(t)+n(t),n(t)是信道噪声,根据式(11)可以得到最佳接收机模型为

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

由式(10)~(12)可以得到SDMA的调制解调模型,如图1,2所示.

t108-1.gif (2555 bytes)

图1 SDMA的多速率调制模型

t108-2.gif (2760 bytes)

图2 SDMA的多速率解调(最佳接收机)模型

  在实际系统中,总有g108-16.gif (350 bytes),因此系统容量为M=ts108.gif (98 bytes)-M,ts108.gif (98 bytes)和M分别为系统分辨率的上限和下限.若在尺度为m的信道上采用多电平PAM调制,因此信道的传输速率Bm=2mlog2Lm比特/秒,其中Lm是调制电平数.显然,此时数据是在g108-17.gif (406 bytes)的频带上传输.对这种调制方式,可以得出未编码情况下在加性高斯分形噪声信道中的误码率[2],实际上对加性白高斯噪声(AWGN)信道类似有

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

式中Em为每符号的平均能量,σ2为AWGN的方差.从式(13)可以看出,各信道的误码率会不一致.

四、SDMA的性能及特点
  通过前面的分析,说明SDMA系统具有很好的抗窄带噪声性能,同时还可以通过选择合适的基小波w使得发送信号类似于背景噪声的频谱特性,使之具有很强的保密性[2].与CDMA相似,只有知道w的接收者才能获得信息,而其他人很难窃取;并且还可以让发送者按某一规律用不同小波发送信息(称之为wavelet hopping spread spectrum),以增强系统安全性,这与跳频扩频(FH/SS)较为类似.SDMA系统是将信号能量分配到不同的频率子带上进行传输,也使得系统具有很强的抗窄带噪声性能.在图1和图2中,传输函数p(n)、q(n)以及p(-n)、q(-n)即为实现这种分配及其逆过程.这些传输函数可以用正交镜像滤波器(PR-QMF)组实现.
  另一方面,也可以用SDMA的综合/分析滤波器组代替传统CDMA系统中的Gold序列M序列对信息进行扩频[3,4],这样就可以将同一用户的信处分配到不同子带上传输.图3给出了这种扩频系统结构.其中的综合滤波器组与分析滤波器组用PR-QMF实现,子带选择/提取可以用来控制信息比特在不同子带上传输.图4和图5分别给出了在AWGN信道下这一系统的单用户和两用户性能的计算机仿真结果.

t108-3.gif (3892 bytes)

图3 SDMA扩频系统模型

t109-1.gif (2944 bytes)

图4 AWGN信道下SDMA系统单用户性能

t109-2.gif (4482 bytes)

图5 AWGN信道下基于不同扩频码的两用户异步CDMA系统性能(PR-QMF的

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关键词: 原理 及其 应用 通信 函数 正交 小波 基于

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