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文檔簡介
1、高速發(fā)展的無線通信業(yè)務(wù)導(dǎo)致無線頻譜資源日益緊張,因此,具有高效頻譜資源利用率的新型無線通信技術(shù)一直是研究的熱點(diǎn)。作為高時(shí)間利用率無線通信技術(shù)的典型代表,認(rèn)知無線電通過引入動(dòng)態(tài)頻譜接入機(jī)制,有效的提高了頻譜利用率。頻譜可控的直擴(kuò)通信技術(shù)不僅具有擴(kuò)頻通信的優(yōu)勢,同時(shí)能夠生成具有零陷特征的頻譜,且該零陷特征可控,將其作為認(rèn)知無線電的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù),可有效降低認(rèn)知用戶頻譜接入時(shí)對于授權(quán)用戶的干擾,同時(shí)保證認(rèn)知用戶自身的通信性能。通過兩者的結(jié)合,可
2、構(gòu)建一種新型的認(rèn)知無線通信系統(tǒng)——頻譜可控的直擴(kuò)認(rèn)知通信系統(tǒng)。
本文針對頻譜可控的直擴(kuò)認(rèn)知通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,并結(jié)合壓縮感知理論在認(rèn)知無線電和擴(kuò)頻通信中的應(yīng)用,做了如下的研究工作:
(1)對于認(rèn)知無線電的寬帶頻譜感知,基于壓縮感知理論的壓縮寬帶頻譜感知方法是解決系統(tǒng)前端高采樣率需求問題的有效方案。而在壓縮寬帶頻譜感知中,對于頻譜稀疏度的依賴阻礙了該技術(shù)在實(shí)際中的廣泛應(yīng)用,針對該問題,提出一種稀疏度自適應(yīng)的壓縮采
3、樣匹配追蹤算法(SACoSaMP),并給出該算法能夠精確重構(gòu)稀疏信號(hào)的理論分析。所提算法不依賴于信號(hào)真實(shí)稀疏度,且具有較好的重構(gòu)效果,將其應(yīng)用于壓縮寬帶頻譜感知中,能有效實(shí)現(xiàn)稀疏度未知情況下的頻譜檢測。
(2)為了獲得頻譜可控的擴(kuò)頻序列,借鑒mW復(fù)合序列思路,分別提出基于譜零陷碼的頻譜可控復(fù)合序列和基于塊編碼的頻譜可控復(fù)合序列,推導(dǎo)復(fù)合序列功率譜表達(dá)式,分析其頻譜可控性及頻譜特征與序列參數(shù)、序列復(fù)合方式的對應(yīng)關(guān)系,給出所需頻譜
4、形狀的設(shè)計(jì)方法,分析比較各復(fù)合序列的特性。構(gòu)建直擴(kuò)認(rèn)知通信系統(tǒng),采用所提出的復(fù)合序列實(shí)現(xiàn)認(rèn)知用戶的頻譜接入,分析系統(tǒng)中授權(quán)用戶和認(rèn)知用戶的誤碼率性能。
(3)針對mW復(fù)合序列的參數(shù)估計(jì)問題,分別提出采用其頻譜和循環(huán)譜來實(shí)現(xiàn)參數(shù)的估計(jì)。為了降低頻譜獲取所需采樣率,采用調(diào)制寬帶轉(zhuǎn)換(MWC)來重構(gòu)信號(hào)頻譜,通過檢測頻譜峰值來實(shí)現(xiàn) mW復(fù)合序列中 Walsh序列序號(hào)及信號(hào)載頻的估計(jì)。為了提升估計(jì)性能,推導(dǎo) mW復(fù)合序列的循環(huán)譜表達(dá)式
5、,給出循環(huán)譜切面峰值位置與復(fù)合序列參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。針對 mW復(fù)合序列循環(huán)譜獲取所需采樣率高的問題,采用壓縮循環(huán)譜理論重構(gòu)信號(hào)循環(huán)譜,并通過檢測循環(huán)譜切面峰值來實(shí)現(xiàn) mW復(fù)合序列中 Walsh序列序號(hào)、m序列碼片速率和信號(hào)載頻的估計(jì)。
(4)為了利用復(fù)合序列所具有的特征來提升擴(kuò)頻接收機(jī)的性能,介紹一種新型的壓縮擴(kuò)頻接收機(jī)。該接收機(jī)從擴(kuò)頻信號(hào)所具有的稀疏性角度出發(fā),通過壓縮感知理論來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)頻信號(hào)的接收,結(jié)構(gòu)極其簡單,但誤碼率性能較
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