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滤波多音频调制在感知无线电系统中应用研究

作　者: 刘昊
导　师: 李剑峰
学　校: 北京邮电大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 感知无线电滤波多音频(FMT) OFDM 频谱利用率
分类号: TN92
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 29次
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内容摘要

无线频谱是一种珍贵的自然资源,当前无线通信系统基于静态的频段分配方式是造成频谱资源日趋缺乏的一个主要原因。为了提高频谱利用率,人们开始考虑允许没有使用许可的感知用户在对授权用户不产生任何干扰的情况下来使用已分配的空闲许可频段,目的是提高频谱资源利用率。这样一种频谱感知的无线通信技术叫做感知无线电。这种技术已成为未来无线通信领域的新研究热点。目前IEEE 802.22是负责制定感知无线电的标准,草案里提到上下行链路采用OFDM调制技术。OFDM技术要求各子载波频谱互相交叠,保持正交。但正是基于此,系统对频率同步非常敏感,极小的频偏都会对相邻感知用户和授权用户造成极强的干扰。为了减小子载波间的干扰,OFDM通过引入虚子载波,这必然会降低频谱利用率,违背了感知无线电提高频谱利用率的宗旨。针对OFDM在感知无线电里应用暴露的缺点,论文提出了另一种多载波技术滤波多音频调制(FMT)作为感知无线电的物理层技术。FMT所有子载波互不重叠。这种子载波排列方式,大大减少了子载波间的干扰。即使有些频偏,子载波间的干扰也是很小,从而减小了感知无线电里感知用户对授权用户的干扰。并且FMT几乎不需要虚子载波,大大提高了频谱利用率。目前研究FMT在感知无线电里应用的相关文献较少。论文主要工作是在感知无线电的背景下,分析FMT在载波频偏和多普勒频偏信道下感知用户对授权用户的干扰程度,并在同样情况下与采用OFDM时进行性能对比。通过仿真发现,FMT比OFDM能减小用户间的干扰,同时FMT不需要虚子载波和循环前缀,极大提高了频谱利用率。因此FMT更适合做感知无线电的物理层技术。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-14
  1.1 论文研究的背景和意义  10-12
  1.2 论文的主要工作和章节安排  12-14
第二章感知无线电与多载波技术  14-22
  2.1 感知无线电概述  14-15
  2.2 OFDM技术原理及应用  15-19
    2.2.1 OFDM调制技术  16-18
    2.2.2 OFDM系统的实现  18-19
    2.2.3 频率偏差对OFDM系统的影响  19
  2.3 本章小结  19-22
第三章滤波多音频技术(FMT)原理及设计  22-42
  3.1 采用滤波器组的FMT的基本原理  22-30
    3.1.1 FMT的发送原理  22-27
    3.1.2 FMT的接收原理  27-30
  3.2 FMT系统的设计  30-38
    3.2.1 FMT系统中滤波器的设计  30-32
    3.2.2 FMT系统中均衡器的设计  32-35
    3.2.3 FMT系统实现  35-38
  3.3 感知无线电系统中OFDM与FMT的比较  38-40
    3.3.1 频谱利用率  38-39
    3.3.2 系统实现的复杂度  39
    3.3.3 感知环境中抗干扰能力  39-40
  3.4 本章小结  40-42
第四章基于感知无线电下的多载波系统的仿真  42-60
  4.1 无线信道衰落特征及建模  42-45
    4.1.1 无线信道衰落特征  42-43
    4.1.2 无线信道建模JAKES模型  43-45
  4.2 非感知背景下频偏衰落信道FMT与OFDM系统的仿真对比  45-52
    4.2.1 瑞利平坦衰落信道下载波频偏的影响和分析  45-49
    4.2.2 JAKES信道下多普勒频偏的影响和分析  49-52
  4.3 感知无线电背景下频偏衰落信道下FMT与OFDM系统的仿真对比  52-56
    4.3.1 感知无线电瑞利平坦衰落信道下载波频偏的影响和分析  52-54
    4.3.2 感知无线电JAKES信道下多普勒频偏的影响和分析  54-56
  4.4 基于FMT的CR系统结构  56-58
  4.5 本章小结  58-60
第五章本文结论及展望  60-62
致谢  62-63
参考文献  63-66
攻读学位期间发表的学术论文目录  66

滤波多音频调制在感知无线电系统中应用研究

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