[发明专利]一种提高图像传输性能的非正交多载波调制方法

说明书

本发明公开了一种提高图像传输性能的多载波调制方法，包括：将离散小波变换或离散余弦变换的变换基中的不同子载波进行扩展，并在时域上做相应的移位，其他位置补零，产生一个具有稀疏非正交特性的变换基；变换基的产生是将离散小波变换基或离散余弦变换基的每一个子载波频率扩充m倍实现的；将图像数据进行量化编码，调制过程将传统的OFDM系统的快速傅里叶逆变换模块替换成非正交小波变换基，添加循环前缀，输出的数据经过并串变换后进行数模转换，发送到信道；将接收到的数据按照传统OFDM解调的步骤进行：依次进行模数和串并变换，基于新的变换基进行逆变换，实施非正交离散小波变换或非正交离散余弦逆变换，最后解调被量化的数据，恢复原图像。

技术领域

本发明涉及无线图像传输领域，尤其涉及一种提高图像传输性能的多载波调制方法。

背景技术

随着人们对图像需求的增加，图像质量的要求越来越高，所以传输图像所需要的带宽越来越大，而无线通信的带宽资源有限，这一矛盾要求图像传输方法应该具有更高的频谱效率。

相对于单载波传输系统而言，多载波传输系统具有更高的传输效率。正交频分复用技术是一种多载波调制技术，由于较高的频谱效率和对于多径衰落的鲁棒性而被广泛应用，但是载波间严格正交的要求很难达到、且由于循环前缀的引用导致频谱效率有所降低。

为了提高频谱效率，降低带外辐射，广义频分复用技术，滤波器组多载波技术，通用滤波多载波传输技术等被提出，但是这些技术都涉及滤波器的设计，实现过程中硬件复杂度高，因此限制了其广泛应用。

发明内容

本发明提供了一种提高图像传输性能的多载波调制方法，利用小波多载波比传统的基于正弦多载波调制更适合图像传输的特点，本发明可以应用于无线图像传输中，用于解决提高传输图像所要求的高频谱效率问题，在保证接收端图像质量的前提下，提高无线图像传输的频谱效率，详见下文描述：

一种提高图像传输性能的多载波调制方法，所述多载波调制方法包括以下步骤：

1)构建非正交小波多载波

基于离散小波变换或离散余弦变换，将离散小波变换或离散余弦变换的变换基中的不同子载波进行扩展，并在时域上做相应的移位，其他位置补零，产生一个具有稀疏非正交特性的变换基；

变换基的产生是将离散小波变换基或离散余弦变换基的每一个子载波频率扩充m倍实现的；

2)传输方式

发送过程：

将图像数据进行量化编码，调制过程将传统的OFDM系统的快速傅里叶逆变换模块替换成非正交小波变换基，即非正交离散小波逆变换或非正交离散余弦逆变换，添加循环前缀，输出的数据经过并串变换后进行数模转换，最后发送到信道；

接收过程：

将接收到的数据按照传统OFDM解调的步骤相应进行：依次进行模数转换和串并变换，其次基于新的变换基进行逆变换，实施非正交离散小波变换或非正交离散余弦变换，最后解调被量化的数据，恢复原图像。

所述方法多次利用同一子载波频率进行数据传输，节省了频率资源，提高了频谱利用率，并且提高了接收端图像的PSNR，保证了图像的传输质量。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

1、利用小波多载波比传统的基于正弦多载波调制更适合图像传输的特点，本发明能多次重复利用同一小波子载波频率进行数据传输，提出了非正交小波多载波调制方法；

2、本发明将该思想扩展到离散余弦变换基，节省了频率资源，解决了图像传输时低频谱效率问题，保证了无线图像传输的高频谱效率；

3、本发明使用多载波调制的方法，提高了接收端的峰值信噪比(PSNR)，保证了接收图像的高质量。