基于认知无线电的传输链路自适应关键技术研究

论文摘要

认知无线电能够根据工作环境的传输特性自适应选择通信方式、调制方式、工作频率等,有望彻底改变现有的无线电资源分配政策。在认知无线电系统中,只要没有用户使用某个频段,其它任何用户均可占用该频率资源,无需采用固定的频率分配策略,因此,认知无线电是解决目前频率资源紧张的有效途径之一。传输链路自适应技术是宽带无线通信系统的关键技术之一,在认知无线电系统中,要求数据传输方式具备灵活适应传输信道改变的特性,因此传输链路自适应对其高效可靠通信更是起到至关重要的作用。本文对基于认知无线电系统的无线传输链路自适应关键技术开展深入研究,主要研究内容有:（1）总结介绍了认知无线电产生的背景、基本原理、体系模型、关键技术和认知无线电系统结构;提出一种基于OFDM传输方式的认知无线电体系结构,阐述了其工作原理。（2）无线传输自适应的前提是信道估计,根据MIMO-OFDM认知无线电系统的要求,从提高信道估计性能与降低算法复杂度相互兼顾角度,提出一种基于线性非冗余预编码和二阶统计量的信道估计算法,并进行仿真分析,结果表明,该算法与基于导频估计方法和传统的盲信道估计方法相比,可以提高信道估计性能、降低运算复杂度。（3）对基于认知线电的OFDM自适应技术开展研究,在分析等比特分配算法性能的基础上,提出一种自适应比特分配算法,并进行仿真分析。结果表明,该算法在误码率性能上明显优于等比特分配算法,也减少了系统的传输功率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 主要研究内容及论文结构
• 2 认知无线电系统基础知识
• 2.1 概念与模型
• 2.1.1 认知无线电定义
• 2.1.2 认知无线电系统模型
• 2.1.3 认知循环原理
• 2.2 认知无线电系统关键技术
• 2.2.1 无线传输环境分析
• 2.2.2 频谱空隙检测
• 2.2.3 干扰温度测量
• 2.2.4 空时协同分集与OFDM 融合技术
• 2.2.5 无线信道状态估计及容量预测
• 2.2.6 功率控制
• 2.2.7 动态频谱管理
• 2.2.8 认知无线电网络结构及MAC 协议机制
• 2.2.9 基于认知无线电的OFDM 自适应技术
• 2.3 基于OFDM 的认知无线电系统结构
• 2.4 本章小结
• 3 传输链路自适应及信道估计技术研究
• 3.1 传输链路自适应概述
• 3.1.1 链路自适应基本原理
• 3.1.2 几种典型的传输链路自适应技术
• 3.2 无线信道模型
• 3.2.1 无线信道的传输特性
• 3.2.2 大尺度衰落与小尺度衰落
• 3.2.3 信道模型
• 3.3 信道估计技术
• 3.3.1 信道估计基本原理
• 3.3.2 信道估计技术分类
• 3.3.3 认知无线电系统信道估计研究意义
• 3.4 基于认知无线电系统的MIMO-OFDM 信道估计
• 3.4.1 基于线性非冗余预编码和二阶统计量的信道估计算法
• 3.4.2 算法仿真及其结果分析
• 3.5 本章小结
• 4 基于认知无线电系统的OFDM 自适应比特分配
• 4.1 自适应调制OFDM 系统的基本原理
• 4.2 自适应调制OFDM 系统的数学模型
• 4.3 比特功率分配算法
• 4.3.1 系统模型
• 4.3.2 自适应分配的算法
• 4.4 仿真与性能分析
• 4.5 制约自适应调制性能的因素分析
• 4.6 本章小结
• 5 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录