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OFDM技术在第四代移动通信中的应用

岳欣  
【摘要】:无线通信与个人通信在短短几十年经历了从模拟通信到数字通信、从FDMA到CDMA的巨大发展,目前又出现了以OFDM为核心的第四代移动通信技术。第四代移动通信系统是多功能集成的宽带移动通信系统,它将以宽带、接入因特网、具有多种综合功能的系统形态出现。本文以基于OFDM技术的第四代移动通信为研究对象,采用研究对象与新概念、新方法相结合,理论分析结果与仿真相结合的研究方法,重点研究探讨了OFDM系统中如下问题: 1.在深入研究分形理论的基础上,本文着重讨论了归属于分形理论的分数布朗运动模型。根据分数布朗运动的特性,本文提出了一种基于ARMA模型的分数布朗运动建模的方法,并从增量的统计分布、统计自相似性等方面证明了该模型的有效性。而后,在原有ARMA模型的基础上,基于相关函数提出了一种模型的改进方式,仿真试验表明改进后效果有了显著的提高。 2.针对移动通信信道建模,传统的方法基本采用“简化处理”模式,导致仿真结果与实际差距较大。本文采用系统科学的思想,直面问题的复杂性,将分形理论引入到信道建模中来,在介绍了基于分形理论的电磁模型的基础上,证明了电磁波在传输过程中,由于自然界物体分形特性,导致多径信号也具有分形特性,且属于分数布朗运动。而后,通过分析发现OFDM发射信号与多径信号从表达形式上具有一定的相似性,由此做出假设并通过理论分析和仿真试验,从统计意义上证明了OFDM发射信号在一定意义上具有分形特性,由此可以使用小波变换对OFDM信号进行重构。从而为OFDM问题的研究开辟了一条新的思路。 3.在OFDM系统实现过程中,本文摒弃了传统的傅立叶变换和反变换的调制方式,转而使用小波变换技术。通过对小波变换理论的深入探讨,将小波包调制作为本文的研究重点。在小波包信号分解和重构问题上,引入了小波提升算法,并结合WB-OFDM系统的特点提出了一种小波包反变换最优基选取的方法,该方法有助于提高WB-OFDM系统的抗干扰能力。


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