认知无线电通信系统相关技术研究与实现

论文摘要

认知无线电技术能够动态重用已经固定分配给授权用户的频段以及其他空闲频段以提高现有频谱资源的利用率。一直以来,研究人员在如何更有效地利用频率方面所做的工作,主要是如何提高单位频率的数据传输速率,今后,将会在此项工作的基础上,增加频率共享技术,通过研究如何运用认知无线电技术,提高频谱的利用效率。本文分析了基于IEEE 802.22标准的认知无线电系统的频谱感知场景,在频谱感知场景下,分析研究了各种因素对功率检测性能的影响,提出了能有效提高功率检测性能的方法。OFDM作为一种有效提高频谱利用率的技术,将被越来越多地引入到认知无线电通信系统中,本文提出了一种OFDM系统中利用接收端解调得到的导频点的频域数据估计信道时域冲击响应的方法。该方法能有效减少基于梳状导频的OFDM系统信道估计方案中因插入大量导频而导致开销过大的问题。同时本文研究了信道的衰落和多径特性,分析研究了一种较符合真实信道统计特性的宽平稳非相关散射信道模型的产生方法。在OFDM系统中,OFDM调制解调都是利用离散傅里叶变换(FFT)来实现的。在本文的最后一章,研究了快速傅里叶变化(FFT)的FPGA实现方法,并且研究了运用圆形CORDIC算法的旋转模式对FPGA实现的改进方法,提供了FPGA实现更大点数和更快速度FFT算法可供参考的方法。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 本文内容及章节安排
• 第二章 IEEE 802.22 的频谱感知
• 2.1 IEEE 802.22 介绍
• 2.2 IEEE 802.22 频谱感知模型
• 2.2.1 传播模型及仿真环境的选择
• 2.2.2 DTV 广播基站的安全区域
• 2.2.3 CPE 的安全区域
• 2.3 IEEE 802.22 功率检测的数学模型
• 2.4 功率检测的性能
• 2.4.1 虚警概率、采样点数对检测性能的影响
• 2.4.2 阴影衰落对检测性能的影响
• 2.4.3 多感知节点网络的检测性能
• 2.4.4 噪声功率对检测性能的影响
• 2.4.5 噪声不确定度对检测性能的影响
• 第三章 信道估计及信道模拟
• 3.1 无线衰落信道
• 3.2 无线小尺度衰落的特点
• 3.3 OFDM 系统中的信道估计技术
• 3.4 无线信道仿真
• 第四章 FFT 的FPGA 实现
• 4.1 快速傅里叶变换（FFT）概述
• 4.2 快速傅里叶变换（FFT）基本原理
• 4.3 FFT 的FPGA 实现
• 4.4 CORDIC 算法对复数乘的改进
• 4.4.1 CORDIC 算法
• 4.4.2 CORDIC 算法实现FFT 中的复数乘法
• 第五章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果