本文關(guān)鍵詞：基于變換域通信系統(tǒng)的改進與實現(xiàn)

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【摘要】：無線頻譜資源的日益緊缺是所有無線通信系統(tǒng)必須考慮的問題。認知無線電(Cognitive Radio,CR)系統(tǒng)具有學(xué)習(xí)能力,通過與工作環(huán)境的信息交互,提供高效的頻譜使用方案,是一項非常有前景的技術(shù);同時,CR系統(tǒng)還具備“可重配置能力”,即其收發(fā)機能夠動態(tài)改變傳輸參數(shù)以適應(yīng)環(huán)境和用戶的需求。因此,CR系統(tǒng)經(jīng)常被部署在軟件無線電平臺上(Software-defined radio,SDR)。另一方面,變換域通信系統(tǒng)(Transform Domain Communication System,TDCS)通過頻譜感知判決及頻域軟擴頻等技術(shù),實現(xiàn)了對頻譜干擾的規(guī)避,并在一段非連續(xù)的頻譜實現(xiàn)穩(wěn)定的信號收發(fā),被廣泛認可為CR系統(tǒng)中最有潛力的收發(fā)機方案之一。然而,當前的TDCS系統(tǒng)并未解決實際系統(tǒng)中存在的許多問題,如頻譜識別不匹配(Spectral Sensing Mismatch,SSM)、高性能的多用戶接收機設(shè)計等,并且缺乏完整的硬件測試臺演示。本論文從算法優(yōu)化和硬件測試臺兩方面,對TDCS進行了研究。針對TDCS頻譜識別不匹配的情況,首先建立了通用的數(shù)學(xué)模型,定義了新的SSM系數(shù)來定量描述任何場景中的頻譜識別不匹配。然后,通過完整的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和電腦仿真,證明TDCS的系統(tǒng)性能受頻譜識別不匹配的直接影響,其關(guān)系式可由所引入的SSM系數(shù)直接描述,從而得到推導(dǎo)的理論表達式。接著研究了多用戶TDCS系統(tǒng)的接收機設(shè)計。受到頻譜識別不匹配等影響,TDCS發(fā)射信號的頻譜并不連續(xù),這會直接加劇多用戶干擾,影響系統(tǒng)性能。本論文選取給出了基于頻域過采樣(Frequency Domain Oversampling,FDO)的TDCS多用戶接收機設(shè)計方案。由于FDO操作將信號處理映射到更高的數(shù)學(xué)維度,能夠在頻率選擇性信道中獲得更多的頻率分集,同時改良的最小均方誤差檢測器(Minimum Mean Square Error,MMSE)檢測器將解擴操作包含在內(nèi),直接輸出用戶符號,因此可以大大多用戶性能。最后,本文利用通用軟件無線電外設(shè)(Universal Software Radio Peripheral,USRP),從完整的算法原型、軟件編程和硬件調(diào)試三方面,成功搭建了TDCS系統(tǒng)的硬件測試臺,演示TDCS的鏈路性能。然后在此基礎(chǔ)上對TDCS的進行了具體的功能開發(fā),擴展了TDCS的應(yīng)用前景。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN914

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本文編號：1286568