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小波在擴頻通信中的應用

作者: 時間:2010-12-25 來源:網(wǎng)絡 收藏

  在前面的分析中曾提到SDMA系統(tǒng)的各個信道有不同誤碼率和傳輸速率.對于前者,可以通過功率控制使各信道的誤碼率接近;而對于后者,這種信道的不公平性卻正是SDMA系統(tǒng)所固有的.對于同種業(yè)務的用戶,讓他們分時地使用同一信道,以縮小各用戶平均傳輸速率的差距.例如,在奇數(shù)時隙,用戶A使用子信道C1,用戶B使用子信道C2;而偶數(shù)時隙,用戶A使用C2,用戶B使用C1.對于不同業(yè)務的用戶,這種不公平性也許卻是SDMA系統(tǒng)的優(yōu)點之一:用高速率信道傳輸寬帶業(yè)務(如圖像),用低速率信道傳輸窄帶業(yè)務(如話音),并且系統(tǒng)很自然地將這些業(yè)務結合在一起,因此這將適于傳輸多媒體信號.
  事實上,接近于正交(或準正交)的序列族中的序列個數(shù)比較少,所以當信道容量一定時,采用這種序列的CDMA系統(tǒng)的容量也就相應較小[9].在實際CDMA系統(tǒng)中,為了增加系統(tǒng)容量,通常采用數(shù)目較多的非正交序列,但這樣會直接導致遠近效應(near-far problem)的存在,嚴重影響系統(tǒng)性能.而在SDMA系統(tǒng)中,當確定了基w后,由它所構成的函數(shù)族從理論上講是正交的,并且可用的擴頻函數(shù)也較多(因為它能從頻域或時域上保證其正交性),因此可以較好地抑制遠近效應,從而降低接收機的復雜性.
  SDMA擴頻系統(tǒng)的性能與所選的基w有密切關系,可以用分析濾波器組的編碼增益Gs來衡量.這里

g109-1.gif (1155 bytes) (14)

式中σ2i是第i個分析濾波器輸出的方差,K是小波分解的層數(shù).在綜合/分析濾波器長度為L(即正交小波的支撐長度,且為偶數(shù))和給定信號譜密度P(ω)的情況下,保證系統(tǒng)性能最佳的最優(yōu)小波的選擇,就歸結為在g109-2.gif (246 bytes)維空間的閉集中,尋找使Gs達到極大值的最優(yōu)點.圖6(a)、(b)分別給出了信號譜密度為均勻分布和截斷Laplace分布的部分數(shù)值計算結果.

t109-3.gif (2676 bytes)

(a)均勻分布,g109-3.gif (678 bytes)
(b)截斷Laplace分布,p(ω)=e-c|ω|cos(ω/2)
圖6 Gs在不同信息譜密度下的局部最優(yōu)結果(L=6)

  在圖6的數(shù)值分析中,采用局部最優(yōu)搜索結果近似代替全局最優(yōu)值,因為目前尚沒有一種完善的求解全局最優(yōu)結果的算法.另外,當信號的譜密度比較復雜時,搜索最優(yōu)結果的復雜度也相應增加.

五、結  論
  小波分析理論已經(jīng)在圖像處理,信號檢測等領域獲得了廣泛.這里,討論了基于小波的擴頻原理,提出了一種多速率調(diào)制解調(diào)模型,并給出了在AWGN信道中系統(tǒng)的性能仿真結果.通過分析,說明SDMA系統(tǒng)具有較好的抗窄帶噪聲性能及保密性,能較好地適于多媒體業(yè)務.為了使系統(tǒng)具有較強保密性,就要求發(fā)送信號的功率譜中沒有明顯尖峰(即使能量在頻帶內(nèi)盡量均勻分布),而基小波w的譜結構決定了發(fā)送信號的譜結構,因此如何選擇w以滿足上述要求還需進一步研究;如何設計正交鏡像濾波器(PR-QMF)也是一個重要課題;兩用戶以上的SDMA系統(tǒng)的性能還待進一步探討.


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關鍵詞: 應用 通信 擴頻 小波

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