正交椭圆球面波函数脉冲调制方法.pdf

第34卷第10期
电子与信息学报
Vol. 34NO10
2012年10月
Journal of Electronics Information Technology
Oct.2012
正交椭圆球面波函数脉冲调制方法
赵志勇“王红星刘锡国钟佩琳陈昭男康家方
海军航空工程学院电子信息工程系烟台2064001)
摘要:为了提高通信系统的功率效率和频谱效率,该文提出正交椭圆球面波函数(PSWF)脉冲调制方法。该方法
利用具有髙能量聚集性的椭圆球面波函数作为传输波形来提高通信系统的功率效率,采用时域正交、频谱混叠或交
叠的正交脉冲组传输信息,以减小信息传输带宽,提高通信系统的频谱效率。理论分析及仿真结果表明,该方法可
使通信系统的单位频带利用率快速接近2Baud/Hz,且已调信号具有较好的频域能量聚集性,不仅有利于提高系
统的功率效率,还可有效减小对相邻通信用户的电磁干扰。
关键词:无线通信;调制;非正弦;椭圆球面波函数;正交
中图分类号:TN911.3
文献标识码:A
文章编号:1009-5896(2012)10-2831-05
DOI:10.3724/SP.J.1146.2012.00384
Orthogonal Prolate Spheroidal Wave Functions Pulse Modulation Method
Zhao Zhi-yong Wang Hong-xing Liu Xi-guo
Zhong Pei-lin Chen Zhao-nan Kang Jia-fang
(Department of Electronic and Information Engineering,
Naval Aeronautical and Astronautical University, Yantai 264001, China)
Abstract: For improving communication system power efficiency and spectrum efficiency, an orthogonal Prolate
Spheroidal Wave Functions (PSW)pulse modulation method is proposed. he system power efficicncy can be
improved by using PSWF with high energy concentration degree as transmission pulse. Orthogonal pulse sets is
constructed to transmit information based on PSWI, which is orthogonal in time domain and overlapped in
frequency domain. As a result, the bandwidth can be reduced and the spectrum efficiency improved. The theory
analysis and simulation results show that the system bandwidth efficiency can be fast closed to 2 Baud /Hz and the
modulated signal has high energy efficiency in frequency domain which is important to improve power efficiency
and reduce electromagnetic interference on other users
Key words: Wireless communication; Modulation; Nonsinusoidal; Prolate Spheroidal Wave Functions (PSW)
Orthogona
引言
各正交载波在频域上频谱相互交叠50%,大幅减少
无线电频谱是有限的自然资源,硏究具有高频了信息传输带宽,有效提高了系统的频带利用率,
帯利用率的通信体制,具有重要的实际意义和直接无码间千扰条件下单位频带利用率的极限值可达到
的经济效益。为了取得较高的频带利用率,现代数2Baud/Hz。但是,在OFDM调制方法中,由于基
字调制技术中主要有两种方法。一种方法是采用多带波形采用矩形脉冲,经正交载波调制后的频谱为
进制调制,即尽可能增加信号空间的星座点数,如Sinc函数频谱,使已调信号的带内信号能量聚集性
多电平的正交幅度调制(MQAM),多相移键控调制较差,带外旁瓣功率衰减较慢,从而导致其频带利
(MPSK)。然而,多进制调制技术虽然可以提高系用率提升速度较慢,同时,易对相邻用户产生电磁
统的频带利用率,但它是以降低系统的功率效率为
干扰。文献俐基于正余弦脉冲设计频谱交叠的正
代价的。另一种提高频带利用的方法是采用频谱混交脉冲,米用非正弦时域正交制方法传输信息,
叠技术。其最典型的调制方法是正交频分复用频带利用率极限值亦可达到2Baud/Hz,但是,由
(OFDM)方法,它通过多个正交载波传输信息,且于正余弦脉冲信号的能量聚集性较差,导致系统的
功率效率较低。
如何提高通信系统的频谱效率和功率效率,椭
2012-04-07收到,2012-07-05改回
圆球面波函数( Prolate Spheroidal Wave Functions
*通信作者:赵志勇 mailly@126com