基于多小波调制的NOMA系统构建及性能分析

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非正交多址接入(NOMA)技术可以利用相同的传输资源(时间,频谱和空间等)同时为多个用户提供服务,因此它可以实现比传统正交多址(OMA)技术更高的频谱效率和更大的系统容量,目前已被广泛认为是未来无线电接入网络的关键解决方案。传统的NOMA系统通常将OFDM作为多载波方案,但这种方案存在高峰值平均功率比以及采用循环前缀降低了频谱效率这两大缺陷。为解决这些问题,小波调制被引入NOMA系统中,但基于小波调制的NOMA系统(SW-NOMA)的性能受限于小波无法同时拥有正交、对称、紧支撑和高阶消失矩这些性质;而多小波能兼具以上性质,因此考虑将多小波应用在NOMA系统中,构建出一套基于多小波调制的NOMA系统并对其性能进行分析。本论文基于多小波理论,研究提出一种基于多小波调制的NOMA系统,不仅可以进一步完善多小波理论及应用体系,而且能为多小波调制在NOMA系统中的应用提供理论支撑。本论文完成了如下研究工作:1.研究小波、多小波及多小波包理论,分析其Mallat算法的区别。重点分析三种常用的多小波,分析它们的时域波形及频域波形,研究对比它们的频谱,选择其中频谱正交性最好的CL4多小波作为本研究多小波调制的基础。2.在研究分析OFDM-NOMA系统和SW-NOMA系统的基础上,提出基于多小波调制的NOMA系统(MW-NOMA)方案,构建MW-NOMA系统的整体系统架构并分析其中的多小波调制解调过程。研究采用多小波调制要考虑的三大要点,包括多小波的选取、子载波函数基的分析和多小波的预处理。3.借助Matlab仿真工具,研究分析本文提出的MW-NOMA系统的系统性能,并与SW-NOMA和OFDM-NOMA系统作对比分析。仿真结果表明MW-NOMA系统可以实现与其它两种系统相近的误比特率性能,并且它在系统峰值平均功率比(PAPR)抑制方面有显著的优势,也能获得比OFDM-NOMA系统更高的系统容量。另外,MW-NOMA唯一的不足之处在于实现多小波调制的计算复杂度略高于SW-NOMA系统中单小波调制的计算复杂度,但这一点代价是可以接受的。
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