现代数字通信 论文 cmt性能仿真

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1、CMT系统性能仿真现代数字通信实验报告42CMT系统性能仿真CMT性能仿真摘要：本文主要介绍了一种多载波无线通信中的调制方式CMT，CMT基于余弦调制滤波器组CMFB。在CMT中，子载波采用脉冲振幅调制（PAM）。文中首先会介绍CMT的原理、系统结构以及滤波器设计方法，然后列出CMT在不同类型信道下的传输性能仿真，最后与其他多载波调制方法进行了比较并给出结果。关键字：CMFBCMTPAM多载波调制一、引言近年来，多速率滤波器组技术在语音编码、图像变换通信信号处理、雷达等方面得到了广泛应用。余弦调制滤波器组(CMFB)是一种特殊的多速率滤波器组。基于CMFB的多载波调制相对于

2、传统的多载波调制来说，是一种频谱利用率更高，抗干扰(尤其是窄带干扰)性能更强的调制方法。滤波器组多载波(CMFB)比OFDM有更多的优点。CMFB具有盲检测能力，且与基于OFDM系统相比，CMFB具有以下的特点：Ø设计过程简单，只需优化设计原型低通滤波器;Ø分析器和综合器等长，系数都是实数，且子带信号都是实信号;Ø在实现余弦调制滤波器组时，与DFT(离散傅立叶变换)滤波器组类似，可以利用DCT(离散余弦)变换来实现;Ø缺点是原型低通滤波器具有线性相位，但分析滤波器和综合滤波器不具有线性相位。二、CMT系统原理及设计2.1系统结构及原理基于CMT制解调系统的原理框架如下图1所

3、示：42CMT系统性能仿真图1基于CMT制解调系统的原理框架图基于CMT调制解调系统的原理是，输入数据流首先经过一个串/并转换器和PAM编码器，然后通过CMT调制器，调制后的输出信号进入信道，此信道可以是AWGN信道、带限信道以及瑞利衰落信道，在接收端调制信号通过CMT解调器，解调后的信号再通过抽样判决和并/串转换，恢复原始信号码流。2.2脉冲成形滤波器的设计在数字通信中，基带信号的频谱范围很宽，为了有效地利用信道，在信号传输出去之前，都要对信号频谱压缩，使其在消除ISI和达到最佳检测的前提下，大大提高频带的利用率，利用脉冲成形滤波器对信号进行滤波，就能有效地达到这一功能。

4、在数字信号传输过程中，只要求特定时刻的波形幅值，如何无失真地传送而不必要求整个波形无失真，奈奎斯特第一准则告诉我们：如果信号经传输后，整个波形发生了变化，但只要其特定点的抽样值保持不变，那么用再次抽样的方法，仍然可以准确无误地恢复原始信码。满足奈奎斯特第一准则的滤波器有很多，在无线通信中，得到广泛应用的是其幅度频率响应具有奇对称升余弦形状过渡带的一类滤波器，通常称为升余弦滚降滤波器。升余弦滤波器本身是一种有限脉冲响应（FIR）滤波器，其传递函数的表达式是：其中，是滚降因子，取值为：，在时，滤波器的带宽W为，称为奈奎斯特带宽；时，滤波器的截止频率W为，42CMT系统性能仿真时

5、，滤波器的截止频率W为。升余弦滤波器的传递函数表达式为：在接收端抽样时刻无码间干扰的情况下，引起误码的是加性噪声，此时，最佳接收的接收滤波器因匹配于所接收的信号，使接收端抽样时刻的信噪比最大，则接收的确定信号的频谱仅取决于发送滤波器的特性，因此，接收滤波器Gr和发送滤波器Gt因共轭匹配，即为：所以发送端FIR滤波器Gt和接收端FIR滤波器Gr就被称为平方根余弦滚降滤波器。根据实际要求，成形后的信号频谱第一旁瓣一般应该在40db以上，而根号下升余弦的冲激响应函数经过抽样和窗函数截断后，阻带的最小衰减会受到很大的影响，这在工程上是远远不够的，为了改善滤波器的阻带衰减特性，只有改

6、善窗函数的形状。要使信号频谱受截断的影响变小，就要使窗函数的频谱逼近一个冲激函数，即大冲分能量都集中在频谱的中点上。另外，为了得到较大的阻带衰减，要求窗函数最大的旁瓣，相对于主瓣应尽可能小。实际设计中通常选择汉明窗比较好。因此，在实际中需要选用汉明窗和FIR升余弦滤波器相结合来构造成形滤波器，并且接收端的滤波器和成形滤波器相匹配，实现最佳接收系统。本系统设计出来的升余弦滤波器的冲激响应如下图2所示：42CMT系统性能仿真图2升余弦滤波器的冲激响应2.3CMT调制解调原理CMT调制解调原理如下图3所示：图3调制解调原理42CMT系统性能仿真CMT调制器的输入信号是PAM信号，

7、通过一个线性相位的成型滤波器，再乘以载波，进行频谱搬移，然后将各路信号相加以后通过不同的信道，如图4。在接收端先对信号进行载波的回搬，再通过接收匹配滤波器，最后进行抽样判决和并串变换恢复出原始码流。图4CMT调制频谱图传输信号在频率轴正向的相应形式为：代表第K个子载波频带的载波频率，是脉冲搬移，下面会具体介绍。注意，当传输的信号是，我们暂时用。提取第K个子载波数据列，首先与相乘，结果再经过匹配滤波器，这个滤波器响应与输入端的低通滤波器相匹配，脉冲响应为假设匹配滤波器有很高的阻带衰减，则匹配滤波器的将只有三个显著的信