OFDM频谱共享无线系统中的频谱感知技术研究

论文摘要

在认知无线电网络中,可用频谱资源的频率和带宽通常是不稳定的,甚至可能是不连续的,而正交频分复用技术（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）具有能够灵活地选择子载波、调整发射功率等优点。因此,OFDM技术被认为是最适用于认知无线电系统中的物理层调制技术。频谱感知技术是整个认知无线电技术应用的基础和前提。在本篇论文中,我们主要研究OFDM频谱共享无线系统中的频谱感知技术。在第三章中,首先介绍了OFDM符号不加循环前缀时接收端消除载波间干扰的方法,在此基础上,提出一种改进的认知用户OFDM感知帧结构。然后通过分析认知用户接入授权频段的情况,推导出认知用户的帧长-吞吐量关系式,并对此关系式进行分析确定最优帧长的选取,通过仿真证明改进的感知帧结构的可行性。在第四章中研究了用认知无线电发射机辨识和系统参数编码而成的预编码序列代替传统循环前缀的OFDM系统,分析了消除符号间干扰和载波间干扰的方法,并针对采用该系统的主用户和其他认知用户,研究利用本地参考序列与接收信号的循环相关进行频谱感知与用户识别的方法。仿真结果表明采用该系统不仅可以获得稳健的系统参数检测性能,而且在低信噪比情况下仍然能够保证良好的感知和识别性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩略语
• 第一章 绪论
• 1.1 认知无线电的研究背景及意义
• 1.2 认知无线电概述
• 1.3 认知无线电的关键技术
• 1.3.1 频谱感知技术
• 1.3.2 动态频谱管理技术
• 1.3.3 数据传输技术
• 1.4 认知无线电的国内外发展现状
• 1.5 本文的主要研究内容和结构安排
• 第二章 认知无线电物理层技术概述
• 2.1 频谱感知技术
• 2.1.1 匹配滤波器检测
• 2.1.2 能量检测
• 2.1.3 循环平稳特征检测
• 2.2 自适应传输技术
• 2.2.1 OFDM 技术基本原理
• 2.2.2 保护间隔和循环前缀
• 2.2.3 OFDM 系统的矩阵表示
• 2.2.4 NC-OFDM 技术
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于OFDM 的频谱感知研究
• 3.1 引言
• 3.2 不加循环前缀的OFDM 系统分析
• 3.3 认知用户OFDM 帧结构设计
• 3.3.1 改进的认知用户OFDM 帧结构
• 3.3.2 感知时长的选取
• 3.3.3 感知周期的选取
• 3.4 仿真结果与分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 预编码OFDM 系统频谱感知研究
• 4.1 引言
• 4.2 预编码OFDM 系统
• 4.2.1 预编码OFDM 系统原理
• 4.2.2 PCP-OFDM 信号干扰消除分析
• 4.2.3 仿真结果及分析
• 4.3 PCP-OFDM 信号的感知和识别
• 4.3.1 基于循环相关的感知和识别方法
• 4.3.2 仿真结果及分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 工作总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间撰写的学术论文
• 攻读硕士学位期间参与的科研项目
• 致谢