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基于CR的NC-OFDM系统峰均比降低技术研究

作　者: 梁鑫
导　师: 邵建华
学　校: 南京师范大学
专　业: 电路与系统
关键词: 非连续 正交频分复用 峰均功率比 部分传输序列 自适应选择
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


认知无线电(CR)是一种可以智能使用频谱池中空闲频谱的无线通信技术,在保证认知用户不对授权用户产生有害影响的前提下提高了频谱资源利用率。非连续正交频分复用(NC-OFDM)技术是对常规OFDM技术进行改进并能够适用于认知无线电物理层的数据传输技术,通过收集频谱池中的频谱信息自由地分配和置空子载波实现高速数据传输,避免认知用户对授权用户的通信干扰。由于NC-OFDM子载波非连续的特点,其峰均比(PAPR)性能比常规OFDM系统更差,同时常规OFDM系统的PAPR降低算法无法适用于NC-OFDM系统。本文的研究目的就是提出一种新的改进型部分传输序列(PTS)算法来改善NC-OFDM系统的PAPR性能。本文的主要工作内容包括以下几个方面：首先根据认知无线电频谱池中频谱的分布特点,改进了常规OFDM系统的收发模型,使NC-OFDM系统能够通过自由地开启和关闭子载波达到传输数据的目的；其次分析了NC-OFDM系统PAPR的分布特点,论证了其较高PAPR的产生原因和常规OFDM系统下PAPR降低算法的缺陷；第三基于常规PTS的原理,提出了相邻分割(APTS)算法和交织分割(IPTS)算法的改进方法和实现方案,通过仿真分析比较了它们的可行性和各自的优缺点,然后根据改进型APTS算法和改进型IPTS算法的优缺点,提出了一种优化了的自适应选择性PTS算法来改善NC-OFDM系统的PAPR性能；最后根据NC-OFDM系统的收发模型,提出了NC-OFDM系统基于CR的FPGA实现方案。仿真结果表明,自适应选择性PTS算法能够有效地降低NC-OFDM系统的PAPR值,同时,该算法又能够具有较低的计算复杂度和较少的辅助信息,在提高NC-OFDM系统通信能力的同时也提高了该系统的传输效率,证明了其可行性和实用性。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-6
目录  6-9
专业名词及缩略语释义  9-10
第1章 绪论  10-19
  1.1 认知无线电的产生和发展  10-13
    1.1.1 认知无线电的产生  10-11
    1.1.2 认知无线电的发展现状  11-13
  1.2 本课题的研究背景  13-16
    1.2.1 OFDM系统概述  13-14
    1.2.2 OFDM的技术优势  14-15
    1.2.3 NC-OFDM系统的产生  15-16
  1.3 本课题的提出和研究意义  16-17
    1.3.1 本课题的提出  16
    1.3.2 本课题的研究意义  16-17
  1.4 论文内容简介和章节安排  17-19
第2章 基于CR的NC-OFDM系统  19-33
  2.1 基于CR的频谱池系统  19-22
    2.1.1 频谱池的基本原理  19-20
    2.1.2 频谱池系统模型介绍  20-22
  2.2 OFDM系统  22-27
    2.2.1 OFDM系统的基本原理  22-23
    2.2.2 OFDM系统的收发机模型  23-25
    2.2.3 OFDM系统的基本参数分析  25-26
    2.2.4 OFDM系统的仿真分析  26-27
  2.3 NC-OFDM系统  27-32
    2.3.1 NC-OFDM系统的基本原理  27-29
    2.3.2 NC-OFDM系统的收发机模型  29-31
    2.3.3 NC-OFDM系统的优点  31-32
  2.4 小结  32-33
第3章 NC-OFDM系统的峰均比  33-45
  3.1 常规OFDM系统的PAPR  33-36
    3.1.1 PAPR的定义及分布  33-34
    3.1.2 PAPR对动态范围的影响  34-36
  3.2 降低PAPR的常规算法  36-40
    3.2.1 常规降低算法的分类和特点  36
    3.2.2 常规PTS算法的基本原理  36-39
    3.2.3 常规PTS算法的分类  39
    3.2.4 常规PTS算法的仿真分析  39-40
  3.3 NC-OFDM系统的PAPR  40-43
    3.3.1 NC-OFDM系统PAPR的概率分布特点  40-41
    3.3.2 NC-OFDM系统PAPR的仿真分析  41-43
  3.4 小结  43-45
第4章 NC-OFDM系统PAPR的降低算法  45-58
  4.1 相邻分割PTS算法的改进研究  45-50
    4.1.1 常规APTS算法的改进原理  45-46
    4.1.2 改进型APTS算法的实现  46-47
    4.1.3 改进型APTS算法的仿真分析  47-50
  4.2 交织分割PTS算法的改进研究  50-53
    4.2.1 常规IPTS算法的改进原理  50-51
    4.2.2 改进型IPTS算法的实现  51-52
    4.2.3 改进型IPTS算法的仿真分析  52-53
  4.3 自适应选择性PTS算法研究  53-56
    4.3.1 自适应选择性PTS算法的优化原理  53-54
    4.3.2 自适应选择性PTS算法的实现  54-55
    4.3.3 自适应选择性PTS算法的仿真分析  55-56
  4.4 小结  56-58
第5章 NC-OFDM系统的FPGA实现方案  58-63
  5.1 CR的物理层结构  58-60
    5.1.1 CR的通信端口  58-59
    5.1.2 CR的射频前端结构  59-60
  5.2 NC-OFDM系统的FPGA实现  60-62
    5.2.1 FPGA的局限性  60-61
    5.2.2 NC-OFDM系统的FPGA实现方案  61-62
  5.3 小结  62-63
第6章 总结与展望  63-65
  6.1 论文工作总结  63-64
  6.2 未来研究展望  64-65
参考文献  65-69
在读期间发表的学术论文与研究成果  69-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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