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文檔簡介
1、近年來,隨著無線通信業(yè)務的不斷增加,頻譜資源變得越來越緊缺。但是,在現(xiàn)有的頻譜資源固定分配模式下仍存在許多未被充分利用的頻譜資源,造成了頻譜的浪費。為了解決這種緊缺與浪費之間的矛盾,認知無線電被推到了無線通信發(fā)展的前沿。作為一種實用的認知無線電技術(shù),動態(tài)頻譜資源共享技術(shù)能夠發(fā)現(xiàn)空白頻譜并合理地利用它們,從而于系統(tǒng)級上提高頻譜資源的利用率。射頻子系統(tǒng)作為無線通信系統(tǒng)必不可少的組成部分,一直是無線通信領(lǐng)域的研究重點和熱點之一。因此,作者結(jié)合
2、國家“863”計劃重點項目:“頻譜資源共享無線通信系統(tǒng)”的子課題“動態(tài)頻譜資源共享寬帶無線通信系統(tǒng)驗證網(wǎng)絡開發(fā)”,研究應用于UHF頻段動態(tài)頻譜資源共享寬帶無線通信系統(tǒng)的動態(tài)可重構(gòu)射頻子系統(tǒng)及其他與認知無線電相關(guān)的射頻技術(shù)。本文的主要研究工作和創(chuàng)新性成果如下:
1.基于軟件無線電架構(gòu),提出了應用于UHF頻段動態(tài)頻譜資源共享寬帶無線通信系統(tǒng)的動態(tài)可重構(gòu)射頻子系統(tǒng)的設計方案,研制出了用于UHF頻段動態(tài)頻譜資源共享寬帶無線通信系統(tǒng)的動
3、態(tài)可重構(gòu)射頻子系統(tǒng),能夠同時完成環(huán)境感知任務和數(shù)據(jù)傳輸任務,能夠動態(tài)地重構(gòu)而組成連續(xù)的或間隔的8MHz或16MHz亦或24MHz射頻傳輸通道,并成功地用于我國首個UHF頻段大規(guī)模的動態(tài)頻譜資源共享寬帶無線通信系統(tǒng)驗證網(wǎng)絡。動態(tài)可重構(gòu)射頻子系統(tǒng)中的接收機具有以下特征:抗干擾、寬增益動態(tài)范圍、高接收靈敏度、高選擇性等;動態(tài)可重構(gòu)射頻子系統(tǒng)中的發(fā)射機具有以下特征:高線性、寬增益動態(tài)范圍等。相關(guān)研宄成果已在MicrowaveandOptical
4、TechnologyLetters發(fā)表,部分研究成果已被IEEETransactionsonIndustrialElectronics接收。
2.分析了射頻收發(fā)信機在UHF頻段動態(tài)頻譜資源共享寬帶無線通信系統(tǒng)與廣播電視系統(tǒng)共存時的干擾抑制特性,提出了應用于UHF頻段動態(tài)頻譜資源共享寬帶無線通信系統(tǒng)的射頻接收機和射頻發(fā)射機技術(shù)指標。(a)由于存在不同于一般無線通信系統(tǒng)的強干擾環(huán)境,本文針對動態(tài)頻譜資源共享網(wǎng)絡的新應用場景,既分析
5、了UHF頻段動態(tài)頻譜資源共享無線通信系統(tǒng)的動態(tài)可重構(gòu)射頻子系統(tǒng)與廣播電視系統(tǒng)之間的干擾情況,又分析了動態(tài)可重構(gòu)射頻子系統(tǒng)之間的干擾情況,并提出了相應的干擾抑制解決方案,從而保障了整個射頻子系統(tǒng)的設計。(b)根據(jù)成熟的工程方法,經(jīng)分析推導,提出了動態(tài)頻譜資源共享網(wǎng)絡新應用場景下動態(tài)可重構(gòu)射頻子系統(tǒng)的指標要求,如輸入三階截點、相鄰信道抑制度、相鄰信道功率泄露比等。根據(jù)這些指標要求,對UHF頻段動態(tài)頻譜資源共享無線通信系統(tǒng)的動態(tài)可重構(gòu)射頻子系
6、統(tǒng)進行設計,體現(xiàn)出了應用創(chuàng)新性研究。(c)根據(jù)抗干擾方案和新應用場景下的指標要求,分析了射頻收發(fā)信機設計的合理性,從而保障了動態(tài)可重構(gòu)射頻子系統(tǒng)的設計,具體體現(xiàn)在接收機中頻頻率的選擇、關(guān)鍵器件的性能分析與選擇、高選擇性的實現(xiàn)等方面。相關(guān)研究成果已在《通信學報》發(fā)表,部分研究成果已被IEEETransactionsonIndustrialElectronics接收。此外,基于部分研究成果還申請了一項國家發(fā)明專利。
3.基于相鄰信
7、道抑制度等抗干擾要求和小型化需求,提出了一種可用于UHF頻段動態(tài)頻譜資源共享寬帶無線通信系統(tǒng)的直接變頻射頻接收機改進方案,該方案中采用了兩個信道選擇可調(diào)濾波器組,并通過分析得出了信道選擇可調(diào)濾波器組的性能要求,最后通過電路實測,驗證了方案的可行性。傳統(tǒng)的直接變頻射頻接收機信道選擇僅依賴于模擬基帶濾波器和數(shù)字基帶濾波器,無法滿足UHF頻段動態(tài)頻譜資源共享寬帶無線通信系統(tǒng)對干擾抑制的要求。所提出的直接變頻射頻接收機改進方案在射頻部分采用了兩
8、個信道選擇可調(diào)濾波器組,能夠充分地抑制干擾信號,滿足系統(tǒng)對干擾抑制的要求。相關(guān)研究成果已在《東南大學學報(英文版)》發(fā)表,而且,基于部分研究成果已獲得了一項實用新型專利。此外,基于部分研究成果還申請了一項國家發(fā)明專利。
4.研制了三種與動態(tài)頻譜資源共享技術(shù)相關(guān)的射頻器件?;谌毕莸亟Y(jié)構(gòu),研制了一種具有寬抑制范圍的寬帶帶通濾波器,相關(guān)研究成果已在2011年IEEEAP-S年會2011InternationalSymposiumo
9、nAntennasandPropagation發(fā)表。研制了一種高效率高線性的反向Doherty功率放大器,相關(guān)研究成果已在刊物《微波學報》和2010年InternationalSymposiumonSignalsSystemsandElectronics發(fā)表?;谌毕莸亟Y(jié)構(gòu),研制了一種雙頻帶分支線耦合器,相關(guān)研究成果已在刊物MicrowaveandOpticalTechnologyLetters和2008年IEEEMTT-S年會2008
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