CR-OFDM系統(tǒng)中最優(yōu)導(dǎo)頻序列設(shè)計(jì)的研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，頻譜資源短缺、頻譜利用率低等缺陷越來越凸顯，Cognitive Radio OFDM(CR-OFDM)作為一種適用于離散頻譜環(huán)境的高效的頻譜調(diào)制技術(shù)，不僅具備傳統(tǒng)OFDM的抗多徑衰落和高速傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)，在頻譜聚合、功率控制以及頻譜分配方面也具有很強(qiáng)的靈活性，因此，成為未來移動(dòng)通信系統(tǒng)中最具競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)關(guān)鍵的傳輸技術(shù)。
　　由于CR-OFDM系統(tǒng)可用頻譜的非連續(xù)和動(dòng)態(tài)變化特性，隨之產(chǎn)生的關(guān)鍵技術(shù)和科學(xué)課題已

2、成為相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。其中，導(dǎo)頻序列設(shè)計(jì)因其可以保證無線信道估計(jì)的準(zhǔn)確性以及通信系統(tǒng)的高性能品質(zhì)而成為研究的熱點(diǎn)。
　　本文詳細(xì)介紹了CR-OFDM系統(tǒng)導(dǎo)頻序列設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，詳細(xì)地分析了最優(yōu)導(dǎo)頻序列設(shè)計(jì)的經(jīng)典算法，針對(duì)CR-OFDM系統(tǒng)下授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶之間存在干擾的情況，提出了基于信道估計(jì)的最優(yōu)導(dǎo)頻序列設(shè)計(jì)算法，包括對(duì)導(dǎo)頻位置、導(dǎo)頻功率以及位置與功率的聯(lián)合優(yōu)化設(shè)計(jì)，在保證系統(tǒng)性能的前提下，可有效提高信道估計(jì)精度。
　

3、　考慮CR-OFDM系統(tǒng)子載波非連續(xù)且動(dòng)態(tài)變化的特殊性質(zhì)，傳統(tǒng)等功率、等間隔分布的導(dǎo)頻序列存在計(jì)算復(fù)雜度高、頻譜利用率低、處理時(shí)延大和干擾影響明顯等缺點(diǎn)。針對(duì)上述問題，首先，提出了基于交叉熵算法的導(dǎo)頻位置的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，該方法以最小化系統(tǒng)均方誤差為準(zhǔn)則，采用交叉熵優(yōu)化算法在所有可用子載波中求解目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解，有效解決了窮舉搜索算法計(jì)算復(fù)雜度高等問題;其次，對(duì)導(dǎo)頻功率的設(shè)計(jì)，以最大化系統(tǒng)容量為準(zhǔn)則，在認(rèn)知用戶與授權(quán)用戶之間的干擾溫度限制

4、下，對(duì)優(yōu)化問題進(jìn)行建模，采用差分進(jìn)化搜索算法進(jìn)行目標(biāo)函數(shù)的求解，提高了頻譜利用率，解決了由于功率分配不合理造成的資源浪費(fèi);最后，考慮等功率分配導(dǎo)頻會(huì)使信道估計(jì)不能有效地進(jìn)行，提出了一種對(duì)導(dǎo)頻功率和位置聯(lián)合優(yōu)化的設(shè)計(jì)算法，該算法以最小化系統(tǒng)均方誤差為準(zhǔn)則，對(duì)導(dǎo)頻功率進(jìn)行歸一化操作，并將交叉熵優(yōu)化算法應(yīng)用于對(duì)優(yōu)化問題的求解中。與傳統(tǒng)算法相比，所提算法提高了數(shù)據(jù)傳輸利用率，保證了信道的估計(jì)精度，降低了系統(tǒng)均方誤差(Mean Square Er