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多普勒分集和小波接收机
其他题名Doppler diversity and wavelet receiver
石广建
学位类型工学博士
导师彭思龙
2006-06-03
学位授予单位中国科学院研究生院
学位授予地点中国科学院自动化研究所
学位专业模式识别与智能系统
关键词双选择性信道 多径分集 多普勒分集 小波分析 小波接收机 Doubly-selective Channel Multi-path Diversity Doppler Diversity Multi-resolution Analysis (Mra) Framework Wavelet Receiver
摘要信道是通信系统的重要组成部分。为了满足传输的可靠性要求,必须建立合适的模型充分研究信道的性质。特别是在无线通讯中,信道受到各种噪声的影响,例如热噪声、信道间干涉、信号衰减,而且由于传输机和接收机之间的相对运动,使得噪声的变化呈现一种不可预测的方式。当相对运动速度变得很快的时候,信道性质变得更加复杂。 为了消除信道衰减影响,常用的技术就是分集技术。以不同的方式传输同一信号使得接收机能以一种最优的方式分离出传输信号。常用的分集技术有时域分集、频域分集。在无线系统中经常使用的多径分集、天线分集(空间分集)。然而所有这些分集技术都基于信道慢变的假设,分集技术在快变信道的应用始于Sayeed,他第一次提出了多普勒分集的概念,其核心思想是信号的分解。然而该理论的缺点是信号分解是一种近似的方法。本质上并没有给出最优的接收机。 本文针对快变信道(时间选择性和双选择性信道),提出了研究快变信道的新的框架――多分辨分析框架,以崭新的视角定义了多普勒分集的概念,并提出了该框架下最优的接收机结构――小波接收机。 分集技术的关键就是如何将信号分解为统计独立的分集分支。多分辨分析理论的多分辨性质可以很好的刻画信道各个时间尺度的变化,并且理论上可以延伸到无限细微的时间尺度。而且其正交性本质上刻画了分集各个分支的独立性。在该框架内,多径分集可以统一到多普勒分集的框架内,所以提供了一种研究双选择信道的统一方法。这为研究双选择性信道提供新的思路,可以移植多径信道的成果到双选择性信道。 基于RAKE接收机,我们提出了双选择性信道的最优接收机,一种二维RAKE接收机机构――小波接收机。给出了两类小波接收机,一类是用于相干解调的相干小波接收机,一类是用于非相干解调的半相干小波接收机。小波接收机可以完全利用信道的时间选择性质,刻画出信道随时间尺度的变化规律。而且在多分辨分析理论框架内,小波接收机是最优的。统计理论分析和模拟试验结果都表明小波接收机可以极大的提高系统性能。
其他摘要Channel is the most important part in communication system, especially for wireless radio channel. It poses a severe challenge as a medium for reliable high-speed communication. It is not only susceptible to noise, interference and fading, but the impediments change over time in unpredictable ways due to the user movement. For high-speed movement, channel becomes more complexity. To counterpart these impediment, diversity techniques are the most common solution. In various diversity techniques, time diversity and frequency diversity are frequently used. Besides these diversity techniques, multipath diversity and antenna diversity also adopted in wireless radio channel. All these diversity techniques are based on the same assumption that the signal experiences slow fading. The application of diversity techniques in fast fading originated by the Sayeed’s works, in which a novel concept: Doppler diversity is proposed. The core idea is to decompose the received signal into a basis. In the thesis, we propose a new framework termed as multi-resolution framework to study fast fading channel (time selective and doubly selective channel). In this framework, Doppler diversity is reviewed in a total new viewpoint, and at the same time an optimal receiver—wavelet receiver is proposed. Firstly,we establish the multi-resolution analysis framework for doubly-selective channel. The core of diversity techniques is to decompose signal into statistical independent branches. The orthogonality of wavelet provides intrinsic independence between branches, and the multi-resolution property can capture any variation in any time scale. Further more, this framework unites the signaling of slow fading and channel and fast fading channel. We can view the multi-path diversity as a special case of Doppler diversity. Secondly,a kind of 2D RAKE receiver, termed as wavelet receiver is proposed. We separate the wavelet receiver into two classes, one for coherent detection and the other is used for noncoherent detection. Theoretical analysis and simulations show that the wavelet receiver promises great system performance gain.
馆藏号XWLW1010
其他标识符200418014690011
语种中文
文献类型学位论文
条目标识符http://ir.ia.ac.cn/handle/173211/5932
专题毕业生_博士学位论文
推荐引用方式
GB/T 7714
石广建. 多普勒分集和小波接收机[D]. 中国科学院自动化研究所. 中国科学院研究生院,2006.
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