【摘要】：正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)屬于多載波調(diào)制技術(shù)。經(jīng)典OFDM以快速傅里葉變換(Fast Fourier transform,FFT)為核心,對(duì)頻偏和定時(shí)偏差較敏感,抗干擾能力較差,峰均比也較高。小波變換對(duì)瞬態(tài)信息有較強(qiáng)檢測(cè)能力,合理的基函數(shù)能保證良好正交性,故論文用離散小波變換(Discrete Wavelet Transformation,DWT)代替FFT算法,研究了基于小波變換的OFDM通信系統(tǒng)算法,并將形成的DWT-OFDM算法用于G3標(biāo)準(zhǔn)電力載波通信(Power Line Communication,PLC)中,從通信可靠性、通信效率及峰均比特性等方面提高G3-PLC的通信性能。論文首先對(duì)小波分析的理論、小波基函數(shù)、經(jīng)典OFDM系統(tǒng)的原理與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析研究,針對(duì)FFT-OFDM系統(tǒng)的缺點(diǎn),用小波變換代替FFT變換,建立DWT-OFDM系統(tǒng)。利用小波函數(shù)良好的正交性與時(shí)頻局域性提高系統(tǒng)性能、改善多載波調(diào)制系統(tǒng)的缺陷。同時(shí),根據(jù)OFDM對(duì)正交性的要求,將雙正交小波應(yīng)用于系統(tǒng)中,提高可靠性。在此基礎(chǔ)上,將DWT-OFDM算法應(yīng)用于G3-PLC中,通過(guò)對(duì)G3-PLC物理層模型及幀結(jié)構(gòu)的分析,設(shè)計(jì)出基于DWT-OFDM的G3-PLC物理層模型。在高斯、多徑及實(shí)測(cè)電力線信道環(huán)境下,從小波基、小波分解層數(shù)和窗函數(shù)類型等方面仿真分析了傳輸模型的通信性能。最后,結(jié)合雙正交小波變換和仿真實(shí)驗(yàn)分析,對(duì)可靠性、效率和峰均比特性進(jìn)行了優(yōu)化研究與設(shè)計(jì)。理論分析和基于實(shí)測(cè)電力線信道的仿真實(shí)驗(yàn)表明:DWT-OFDM系統(tǒng)抗干擾能力更強(qiáng),采用雙正交小波bior6.8在進(jìn)行二層分解時(shí)誤碼率性能最佳,在誤碼率為10-3量級(jí)時(shí),性能有8 dB左右的提升,在保證可靠性的同時(shí),提高了通信效率,能夠由初始的40%左右提高至54%左右;同時(shí),通過(guò)軟限幅法的應(yīng)用,可以將峰均比由約9 dB降低至約8 dB。
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP273;TN929.53
【圖文】：

式（２．３）中，；表示第／個(gè)子信道；＼表示第／個(gè)子信道上待傳輸信息；表示第／個(gè)子信道逡逑的載波頻率。逡逑ＯＦＤＭ調(diào)制過(guò)程相應(yīng)原理圖可以用圖２．１刻畫(huà)。逡逑邐邐邐ｃ邋ｉ邋ｅＪ２＾邋邐逡逑０邋Ａ逡逑——？（ｘ）——？逡逑？ｙ，邋ｔ邋＾＇２／ｒ／，／逡逑待發(fā)送信號(hào)邐前端邋ｗｒ’ｈ邋串并邐？，逡逑＞調(diào)制邐—轉(zhuǎn)換邐；邐十逡逑圖２．１邋ＯＦＤＭ調(diào)制基本數(shù)學(xué)模型逡逑根據(jù)ＯＦＤＭ原理，在發(fā)送模塊，對(duì)ＯＦＤＭ信號(hào)外）進(jìn)行采樣，設(shè)采樣周期７ＶｉＶ，令逡逑，＝女…，＃－１），則式（２．３）可以表示為：逡逑Ｈ邋Ｎ－１邐？逡逑＝邐（２－４）逡逑式（２．４）實(shí)質(zhì)上就是１ＤＦＴ變換公式，即＆可看成＼經(jīng)過(guò)ＩＤＦＴ所得，故ＯＦＤＭ調(diào)制可由１ＤＦＴ逡逑變換進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。逡逑２．邋ＯＦＤＭ解調(diào)技術(shù)逡逑在ＯＦＤＭ系統(tǒng)的接收端，對(duì)于第ｍ個(gè)子載波上的信息，可用來(lái)表示，若持續(xù)的時(shí)逡逑間用Ｔ表示

逡逑圖２．２邋ＯＦＤＭ解調(diào)基本數(shù)學(xué)模型逡逑對(duì)于發(fā)送端己調(diào)制的信號(hào)，需要在接收端進(jìn)行解調(diào)，這個(gè)過(guò)程可通過(guò)ＦＦＴ變換實(shí)現(xiàn)，逡逑具體如下：逡逑Ｎ－＼邐（邋２ｎｉｋ逡逑ｃ／，＝２＞，Ｎ邐（２．６）逡逑ｋ＝０逡逑根據(jù)式（２．６），ＯＦＤＭ的解調(diào)過(guò)程可通過(guò)ＤＦＴ進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，但在實(shí)際應(yīng)用中，運(yùn)算復(fù)雜逡逑度也是需要考慮到的一個(gè)因素，因此常常采用的是ＥＦＦＴ／ＦＦＴ。對(duì)比ＩＤＦＴ／ＤＦＴ和ＩＦＦＴ／ＦＦＴ，逡逑若都進(jìn)行的是＃點(diǎn)運(yùn)算，對(duì)于前者，它正比于Ｗ２，而后者與＃ｌ0ｇ２Ｗ成正比，增長(zhǎng)速度逡逑稍快于ｏ（Ａ0，但遠(yuǎn)低于＜？（ｉＶ２）。并且隨著ＩＦＦＴ／ＦＦＴ技術(shù)的不斷成熟，在使用ＯＦＤＭ技術(shù)逡逑時(shí)也會(huì)變得更加方便，還可降低系統(tǒng)復(fù)雜度。逡逑在進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)

邐Ｃｈａｎｎｅｌ邋（Ｎ－ｌ）邋ｊ＇逡逑圖２．３傳統(tǒng)頻分復(fù)用的頻譜劃分逡逑從圖２．３中傳統(tǒng)頻分復(fù)用頻譜的劃分方式可以看出，由于保護(hù)頻段的加入，雖然保證逡逑了信息的可靠傳輸，但此時(shí)信道的頻譜資源將會(huì)有較大的浪費(fèi)。而ＯＦＤＭ技術(shù)可解決此逡逑問(wèn)題，它提高了利用率，但也并未以犧牲通信可靠性為代價(jià)。對(duì)于ＯＦＤＭ信號(hào)，其頻譜逡逑的仿真分析如圖２．４所示。逡逑１４逡逑

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