基于OFDMA的認(rèn)知系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的研究.pdf

1、認(rèn)知無線電技術(shù)是無線電技術(shù)發(fā)展的一個(gè)里程碑,它是目前解決頻譜資源稀缺的關(guān)鍵技術(shù)。認(rèn)知無線電技術(shù)允許非授權(quán)用戶通過頻譜檢測并動態(tài)地調(diào)整發(fā)送功率、頻譜和調(diào)制方式等參數(shù)靈活地占用授權(quán)用戶未使用的頻段進(jìn)行通信,從而有效地提高了頻譜利用效率。OFDM技術(shù)是目前公認(rèn)的比較容易實(shí)現(xiàn)頻譜資源控制和高效利用的傳輸方式,可以通過靈活的頻譜組合或裁剪,實(shí)現(xiàn)頻譜資源的充分利用。OFDMA技術(shù)是OFDM技術(shù)的一種擴(kuò)展,OFDMA技術(shù)為認(rèn)知無線電場景提供了一種非常

2、靈活的空中接口方式。因此,認(rèn)知OFDMA技術(shù)成為了無線技術(shù)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。目前,OFDMA技術(shù)的研究已經(jīng)較成熟,但是將OFDMA技術(shù)應(yīng)用到認(rèn)知無線電場景中,仍有許多待解決或待改進(jìn)的問題。本文主要圍繞基于OFDMA的認(rèn)知系統(tǒng)中的一些關(guān)鍵技術(shù)展開研究,并相應(yīng)提出了一些解決問題的方法。
　　 首先研究了存在載波頻偏下的認(rèn)知OFDMA系統(tǒng)載波檢測問題。闡述了存在載波頻偏下的載波間能量泄露模型,分析了由于載波頻偏引起的載波間泄露能量的分布

3、及3階干擾模型,提出了一種基于載波間干擾自消除的載波檢測方法。通過分次感知的方法,利用保守門限對置信度高的載波狀態(tài)先進(jìn)行判決,然后對未判決的載波進(jìn)行處理后再判斷。該方法有效改善了傳統(tǒng)的能量檢測無法區(qū)分授權(quán)用戶的信號與干擾的不足,在保持高檢測概率的前提下,有效降低了虛警概率。
　　 其次研究了認(rèn)知OFDMA系統(tǒng)中由于認(rèn)知用戶的載波頻偏引起的認(rèn)知用戶對授權(quán)用戶的干擾的消除問題。分析了由于載波頻偏導(dǎo)致的認(rèn)知用戶對授權(quán)用戶產(chǎn)生的干擾的模

4、型以及干擾系數(shù)的特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上提出了一種基于星座圖分裂的干擾消除算法。該方法能夠有效地將相鄰載波的星座點(diǎn)符號間歐氏距離增大,從而使認(rèn)知用戶相鄰載波產(chǎn)生的干擾互相抵消,達(dá)到減小認(rèn)知用戶對授權(quán)用戶干擾的目的。該方法同樣能夠增大認(rèn)知用戶自身的載干比(Carrier-Interference Ratio,CIR),從而有效地彌補(bǔ)了由于星座點(diǎn)數(shù)目增多帶來的認(rèn)知用戶信噪比的損失,從整體上改善了認(rèn)知用戶的性能。
　　 然后研究了基于比例公平

5、約束條件下認(rèn)知用戶的功率分配問題。為了防止認(rèn)知用戶的“餓死”現(xiàn)象,在認(rèn)知用戶的功率分配過程中引進(jìn)了比例公平性約束條件,該條件的引入使得認(rèn)知用戶的功率分配問題變得更加復(fù)雜。在載波峰值功率約束、比例公平性約束及總功率約束條件下優(yōu)化認(rèn)知用戶的整體容量,這是一個(gè)典型的多約束條件下的模型優(yōu)化問題。傳統(tǒng)的博弈論、拉格朗日對偶分解等數(shù)學(xué)方法可以用來解決該類問題,但是運(yùn)算復(fù)雜度很高,不利于工程實(shí)現(xiàn)。本文對該部分內(nèi)容的研究創(chuàng)新點(diǎn)在于,從問題本身出發(fā),充分