頻譜可控的直擴(kuò)認(rèn)知通信系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

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)知無線電的具體實現(xiàn)技術(shù)，可有效降低認(rèn)知用戶頻譜接入時對于授權(quán)用戶的干擾，同時保證認(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)稀疏信號的理論分析。所提算法不依賴于信號真實稀疏度，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)估計問題，分別提出采用其頻譜和循環(huán)譜來實現(xiàn)參數(shù)的估計。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)信號頻譜，通過檢測頻譜峰值來實現(xiàn) mW復(fù)合序列中 Walsh序列序號及信號載頻的估計。為了提升估計性能，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)信號循環(huán)譜，并通過檢測循環(huán)譜切面峰值來實現(xiàn) mW復(fù)合序列中 Walsh序列序號、m序列碼片速率和信號載頻的估計。
　　(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)頻信號所具有的稀疏性角度出發(fā)，通過壓縮感知理論來實現(xiàn)擴(kuò)頻信號的接收，結(jié)構(gòu)極其簡單，但誤碼率性能較