基于OFDM的認(rèn)知無線電技術(shù)的研究.pdf

1、近年來隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對無線通信數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來越高。根據(jù)香農(nóng)信息論原理，通信系統(tǒng)對無線頻譜資源的需求也相應(yīng)增長，這導(dǎo)致頻譜資源變得越來越緊張，從而成為制約無線通信發(fā)展的重大瓶頸。另一方面，已經(jīng)分配給現(xiàn)有很多無線通信系統(tǒng)的頻譜資源卻在時間和空間上存在著不同程度的閑置。1999年，Joe Mitola博士提出了認(rèn)知無線電（Cognitive Radio）這一全新的概念，這種“智能的無線電”結(jié)合了認(rèn)知科學(xué)和軟件無線電（

2、Software Defined Radio）技術(shù)，旨在對空、時、頻等各域上的空閑資源（亦稱為“頻譜空洞”或“白色空間”）進(jìn)行有效的感知探測和合理的再利用，認(rèn)知無線電技術(shù)也隨之成為了當(dāng)前無線通信研究和開發(fā)的新熱點(diǎn)。 目前，以正交頻分復(fù)用（OFDM）為代表的多載波調(diào)制（MCM）技術(shù)已被多種無線通信系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)所采用。非連續(xù)載波NC—OFDM技術(shù)具有靈活的頻率選擇和功率控制特性，這些特性使之較其他物理層接入技術(shù)更加適合用于認(rèn)知無線電系

3、統(tǒng)中。與此同時，OFDM多載波關(guān)鍵技術(shù)自身的一些缺點(diǎn)也成為了其在認(rèn)知無線電系統(tǒng)中應(yīng)用的障礙，必須加以克服。在這些缺點(diǎn)中，除了傳統(tǒng)的高頻偏敏感性、高峰均信噪比等之外，由于旁瓣能量泄漏而帶來的帶外輻射干擾問題被公認(rèn)為是將OFDM技術(shù)應(yīng)用于認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的典型難題[5]。 本論文針對基于OFDM的認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的帶外干擾抑制技術(shù)展開討論，旨在尋求合理高效的方案來解決這一技術(shù)難題。論文的基本工作概括如下： 1.從建立非連續(xù)載

4、波NC—OFDM系統(tǒng)帶外輻射干擾的基本數(shù)學(xué)模型入手，闡述高帶外輻射能量在主次用戶共存的認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的危害，從而說明了解決該技術(shù)難題的緊迫性。 2.將奈奎斯特和非奈奎斯特加窗技術(shù)[6]應(yīng)用在基于NC—OFDM的認(rèn)知無線電系統(tǒng)中，結(jié)合上述的數(shù)學(xué)模型分析和仿真來衡量有效頻帶之外的輻射干擾水平的高低。同時，利用凸函數(shù)優(yōu)化理論來求取適用于認(rèn)知無線電頻譜池中的最優(yōu)參數(shù)的二次連續(xù)多項(xiàng)式（SOCW）窗函數(shù)。 3.采用對有效頻帶內(nèi)不同