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本文主要研究了基于复小波分析的正交多载波调制系统,并结合4G移动通信中的其他关键技术进行了深入的探讨,提高通信系统的性能指标。根据正交实小波滤波器组的系数推导出具有近似线性相位的正交复小波(ALPOCWT)的滤波器组的系数,并将ALPOCWT取代传统OFDM技术中的IFFT和FFT变换核,将OFDM系统改进为ALP-OCWDM系统。ALP-OCWDM的调制符号比传统OFDM的调制符号以及OWDM调制符号的带宽要窄,频谱利用率更高。在高斯信道、瑞利衰减信道以及多径信道中,ALP-OCWDM系统的误码率性能都优于传统的OFDM系统和OWDM系统。根据小波变换能够将信号集中而将噪声分散,可以很好的抑制高斯噪声的特性,对ALP-OCWDM系统进行改进,称为De-ALP-OCWDM系统,仿真证实了De-ALP-OCWDM系统具有更好的误码率性能,进一步提高系统的可靠性。复数滤波器的调制涉及到复数运算,运算复杂度比较高。本文提出将复小波变换的离散实现方式DTCWT变换取代OFDM的变换核,构成DT-OCWDM系统。DT-OCWDM的调制符号比传统OFDM的调制符号以及ALP-OCWDM调制符号的带宽要窄,频谱利用率更高；主瓣与第一旁瓣之间相差20dB,能量更为集中。在高斯信道、瑞利衰减信道以及多径信道中,DT-OCWDM的误码率性能都优于OFDM系统和OWDM系统。本文将DT-OCWDM系统应用到DVB-T,通过仿真证实了DT-OCWDM的实用性。在信道的衰减和时延影响下,需要对接收信号进行信道均衡。本文比较了DT-OCWDM系统的LS信道估计方法,MMSE信道估计方法以及LMS信道估计方法。通过理论分析和仿真证实了DT-OCWDM系统的LMS信道估计方法的MSE远低于其他两种信道估计方法。根据估计的信道特性对接收信号进行了ZF均衡,MMSE均衡,以及联合均衡。仿真表明MMSE均衡方法要好于ZF均衡算法,联合均衡可以得到最好的均衡效果。本文将DT-OCWDM取代MIMO-OFDM系统中的OFDM,构成MIMO-DT-OCWDM系统。它能够在扩大系统容量的同时,进一步提高抗多径,抗噪声特性。本文提出基于分集系统的改进系统STBC-DT-OCWDM系统和基于复用系统的改进系统VBLAST-DT-OCWDM系统。在高斯信道中STBC-DT-OCWDM系统和VBLAST-DT-OCWDM系统的误码率性能分别优于STBC-OFDM系统和VBLAST-OFDM系统。将DTCWT应用到MC-CDMA中,将MC-CDMA中的WALSH扩频码组用由群变换获得的类正交矩阵中具有很好的互相关性能的码组取代,构成DTCWT-CDMA系统。该系统具有高速的数据传输能力,有效的带宽利用率以及较高的频率分集增益,在高斯信道下有很好的误码率性能。