基于认知无线电的预编码OFDM系统研究

摘要

认知无线电(Cognitive Radio， CR)技术能够感知到无线通信环境中的“频谱空洞”，并且能够通过一定的方式充分利用这些频谱来提高频谱的利用效率。随着无线通信技术的发展、用户需求不断的增加，该技术解决了无线频谱资源紧张的局面。它是一种智能的无线通信系统，具有认知和重新配置能力，能够动态地改变认知用户的配置参数，不会对正在工作的授权用户造成干扰的情况下，合理利用空闲频谱进行通信。
　　 正交频分复用（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）技术具有较高的频谱利用效率和较强的抗多径干扰能力，并且可以实现高速的数据传输，成为了4G通信的热点候选方案。另外，OFDM技术可以通过频率的组合或裁剪实现良好的频谱资源控制能力，并可以有效的利用频谱进行数据传输，这些都满足了实现认知无线电的技术要求。OFDM技术和认知无线电的结合可以缓解当前无线频谱资源紧张和分配不均的局面，实现无线频谱资源的合理分配和充分利用。
　　 文章首先介绍了OFDM技术基本原理及其相关的技术知识；阐述了认知无线电的基本原理以及与OFDM技术相结合的优势；分析了自适应OFDM系统在认知无线电条件下提高频谱效率，最大化系统容量的性能；之后，又分析了零前缀OFDM系统的性能，并对NC-OFDM系统进行了仿真分析。最后，着重研究了所提出的基于认知无线电的预编码无循环前缀OFDM（无CP OFDM）系统。基于通过认知无线电技术感知到的无线频谱状态信息，控制OFDM用户实时地改变系统通信配置参数，包括调制方式、编码方式、频率及带宽和发射功率等，从而在数据传输时避免对授权用户造成干扰。另外，将这些配置参数预编码成伪随机序列与OFDM符号数据一起发送。这样可以省去专门用于传输通信配置参数的控制信令，从而提高了频谱利用效率，减小了传输功率，增加了系统容量。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 课题的研究状况及主要任务

1.3 本论文的研究内容及章节安排

2 无线通信的信道特征及OFDM系统原理

2.1 无线通信的信道特征

2.1.1 大尺度衰落

2.1.2 小尺度衰落和多径效应

2.2 OFDM系统原理

2.2.1 OFDM基本原理

2.2.2 保护间隔和循环前缀

2.3 OFDM系统信道估计

2.3.1 导频结构

2.3.2 信道估计算法

2.4 本章小结

3 基于认知无线电的OFDM系统分析

3.1 认知无线电系统原理

3.2 认知无线电OFDM系统的优势与挑战

3.3 基于认知无线电的自适应OFDM系统

3.4 本章小结

4 基于认知无线电的预编码无CP OFDM系统性能分析

4.1 零前缀OFDM系统性能分析

4.2 NC-OFDM系统性能分析

4.3 预编码无CP OFDM通信系统性能分析

4.3.1 预编码无CP OFDM通信系统

4.3.2 系统信道估计及仿真分析

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 工作总结

5.2 未来展望

参考文献

个人简历 在学期间发表的学术论文及科研成果

致谢