一种基于小波变换的混合载波调制系统的制作方法

本实用新型涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基于小波变换的混合载波调制系统。

背景技术：

无线信道在高速移动环境下呈现出双弥散特性，即时频双选择性衰落(DS：Doubly Selective fading)。在这种信道下通信系统的通信质量会受到以下两方面的影响，一是由于多径时延所产生的符号间干扰(ISI：Inter Symbol Interference)，另一个是多普勒效应引起的子载波间干扰(ICI：Inter Carrier Interference)，如何有效抑制这两种干扰，提高系统的通信性能是通信中必须要解决的问题。

目前，单载波(SC：Single-Carrier)调制技术和以正交频分复用为代表的多载波(MC:Multi-Carrier)调制技术是解决上述问题的常用方法。单载波系统不受ICI影响，但多径传播引起的ISI却难以消除，即单载波调制系统很容易受到ISI的影响。正交频分复用技术在DS信道下，多普勒频移破坏了子载波之间的正交性，从而存在严重的ICI。

技术实现要素：

本实用新型提供一种基于小波变换的混合载波调制系统，其能够有效抑制高速移动环境下多普勒频移和多经传输效应引起的通信信号能量在时域和频域分别产生的时延扩展和多普勒扩展，从而提高通信系统的性能。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于小波变换的混合载波调制系统，包括发送端和接收端，其中发送端和接收端通过时频双选信道连接；发送端包括基带调制器、基于小波变换的混合载波调制器和并串转换器；基带调制器输入数据源，基带调制器的输出端经基带调制器连接基于小波变换的混合载波调制器的输入端，基于小波变换的混合载波调制器的输出端经并串转换器连接时频双选信道；接收端包括串并转换器、小波变换器、基于小波变换的混合载波解调器和基带解调器；串并转换器的输入端连接时频双选信道，串并转换器的输出端经小波变换器连接基于小波变换的混合载波解调器的输入端，基于小波变换的混合载波解调器的输出端连接基带解调器的输入端，基带解调器的输出端输出数据。

上述方案中，基于小波变换的混合载波调制器主要由调制串并转换模块、第一调制翻转模块、调制小波变换模块、第二调制翻转模块、调制加权模块和调制累加模块组成；调制串并转换模块的输入端形成基于小波变换的混合载波调制器的输入端；调制串并转换模块的输出端分为3路，一路经第一调制翻转模块连接调制加权模块的第二输入端，一路直接连接调制加权模块的第零输入端，一路连接调制小波变换模块的输入端；调制小波变换模块的输出端分为2路，一路直接连接调制加权模块的第一输入端，一路经第二调制翻转模块连接调制加权模块的第三输入端；调制加权模块的4个输出端同时连接调制累加模块的输入端，调制累加模块的输出端形成基于小波变换的混合载波调制器的输出端。

上述方案中，基于小波变换的混合载波解调器主要由解调串并转换模块、第一解调翻转模块、解调小波变换模块、第二解调翻转模块、解调加权模块和解调累加模块组成；解调串并转换模块的输入端形成基于小波变换的混合载波解调器的输入端；解调串并转换模块的输出端分为3路，一路经第一解调翻转模块连接解调加权模块的第二输入端，一路直接连接解调加权模块的第零输入端，一路连接解调小波变换模块的输入端；解调小波变换模块的输出端分为2路，一路直接连接解调加权模块的第一输入端，一路经第二解调翻转模块连接解调加权模块的第三输入端；解调加权模块的4个输出端同时连接解调累加模块的输入端，解调累加模块的输出端形成基于小波变换的混合载波解调器的输出端。

上述方案中，基带调制器为dpsk调制器。

上述方案中，基带解调器为dpsk解调器。

与现有技术相比，本实用新型采用基于小波变换的混合载波调制方法来抑制双选信道下ISI/ICI干扰问题，其融合了小波换和单变载波的调制特性，能够同时传输SC和MC调制的信号，从而成功的实现了信号在时频域平面的自由旋转。多载波分量对由多普勒频移所产生的ICI十分敏感，而时延扩展所引起的ISI会对单载波分量产生较大的影响，但通过改变调制参数，可有效降低二种干扰对系统的影响。

附图说明

图1是基于小波变换的混合载波调制系统的系统框图。

图2是基于小波变换的混合载波调制方法的原理图。

图3是静止时基于小波变换的混合载波调制和传统多载波性能对比图。

图4是当v＝150公里/小时基于小波变换的混合载波调制和传统多载波性能对比图。

具体实施方式

一种基于小波变换的混合载波调制系统，如图1所示，包括发送端和接收端，其中发送端和接收端通过时频双选信道连接。发送端包括基带调制器、基于小波变换的混合载波调制器和并串转换器。基带调制器的输入端输入数据，基带调制器的输出端经基带调制器连接基于小波变换的混合载波调制器的输入端，基于小波变换的混合载波调制器的输出端经并串转换器连接时频双选信道。接收端包括串并转换器、小波变换器、基于小波变换的混合载波解调器和基带解调器。串并转换器的输入端连接时频双选信道，串并转换器的输出端经小波变换器连接基于小波变换的混合载波解调器的输入端，基于小波变换的混合载波解调器的输出端连接基带解调器的输入端，基带解调器的输出端输出数据。

基于小波变换的混合载波调制器和基于小波变换的混合载波解调器的结构相同，如图2所示。

基于小波变换的混合载波调制器主要由调制串并转换模块、第一调制翻转模块、调制小波变换模块、第二调制翻转模块、调制加权模块和调制累加模块组成；调制串并转换模块的输入端形成基于小波变换的混合载波调制器的输入端；调制串并转换模块的输出端分为3路，一路经第一调制翻转模块连接调制加权模块的第二输入端，一路直接连接调制加权模块的第零输入端，一路连接调制小波变换模块的输入端；调制小波变换模块的输出端分为2路，一路直接连接调制加权模块的第一输入端，一路经第二调制翻转模块连接调制加权模块的第三输入端；调制加权模块的4个输出端同时连接调制累加模块的输入端，调制累加模块的输出端形成基于小波变换的混合载波调制器的输出端。

基于小波变换的混合载波解调器主要由解调串并转换模块、第一解调翻转模块、解调小波变换模块、第二解调翻转模块、解调加权模块和解调累加模块组成；解调串并转换模块的输入端形成基于小波变换的混合载波解调器的输入端；解调串并转换模块的输出端分为3路，一路经第一解调翻转模块连接解调加权模块的第二输入端，一路直接连接解调加权模块的第零输入端，一路连接解调小波变换模块的输入端；解调小波变换模块的输出端分为2路，一路直接连接解调加权模块的第一输入端，一路经第二解调翻转模块连接解调加权模块的第三输入端；解调加权模块的4个输出端同时连接解调累加模块的输入端，解调累加模块的输出端形成基于小波变换的混合载波解调器的输出端。

在本实用新型中，基带调制器为dpsk调制器，基带解调器为dpsk解调器。

在发射端利用基于小波变换的混合载波调制技术使得调制信号可以在时域和频域之间进行变化，且由于信号经过-a阶的基于小波变换的混合载波调制后，信号的能量可以均匀的分配，通过信道后，信道的干扰可以均匀的分布到信号上，这样更有利用信号的判决。在接收端经过相对应的解调方法，通过a-1阶的解调得恢复出数据。以此来提高高速移动环境下通信系统的性能。

图3是静止时基于小波变换的混合载波调制和传统多载波性能对比图。图4是当v＝150公里/小时基于小波变换的混合载波调制和传统多载波性能对比图。根据小波变换和正交频分复用后的频谱图对比可知：(1)小波变换拥有更高的频谱效率，并且受到多普勒频偏的影响相对较小。(2)基于小波变换的混合载波系统为单载波多载波的混合体，系统受到的载波频偏干扰在单载波和多载波之间。而多载波系统对载波间干扰较为敏感，当发送接收端存在频率偏差时，多载波系统会出现严重的地板效应，单载波系统几乎不受到载波间的干扰。(3)基于小波变换的混合载波调制能够灵活调制系统调制阶次，在实际应用中根据信道的传输条件，可以选择一个相对较优的调制阶次从而得到更优的系统性能。

本实用新型针对高速移动环境下多普勒频偏和多经衰落对信号传输质量的影响，结合小波变换和单载波调制的优点，通过基于小波变换的混合载波调制方法来抑制双选信道下ISI/ICI干扰问题，从而提高了系统传输性能。