基于信号循环平稳特性的频谱检测与分配方案研究

论文摘要

在现代的高速发展的信息时代,无线技术的发展十分迅速,无线业务也越来越丰富。但是日益增加的无线电用户使得现有的频谱资源越来越紧张。当前的无线网络通常采用静态的频谱分配策略,这一分配方案使得某些频段超负荷利用,如移动手机网络的频段。而相当多的频段并没有得到充分地利用,如业余无线电等频段。认知无线电被认为是针对当前频谱资源利用率低的一种潜在的解决方案。认知无线电可以理解为一种智能无线通信系统,它的最终目标是通过认知和重新配置获得最好的可用频谱。频谱检测、频谱分析和频谱判决是认知无线电系统的三个主要步骤,频谱检测是其第一项重要步骤,现有的运用广泛的检测技术是基于发射端的检测,这种检测技术又包括匹配滤波器检测、能量检测和循环平稳特性检测。因为噪声不具有循环平稳特性,所以循环特性检测技术与其他检测技术相比能够更准确的分辨出噪声信号。同时,每个调制信号都有自己特有的循环平稳性,所以循环特征检测能够比其他方法更准确地区分出不同的调制用户。本文在认知无线电系统的频谱检测模块中,在原有的基于信号的循环平稳特性的频谱分配方案的基础上,提出一种新的频谱分配方案。并且以现实生活中应用广泛的三种数字信号为例,分别仿真分析了其循环平稳特性及噪声影响下的循环平稳特性。证明了新的频谱分配方案的可行性及正确性,说明了此方案不会对主用户的传输产生干扰,并能进一步提高频谱的利用率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 选题背景和意义
• 1.3 认知无线电目前的研究现状
• 1.4 本文的工作
• 第2章 循环平稳特性检测法基本理论
• 2.1 频谱检测技术介绍
• 2.1.1 合作检测的基本原理
• 2.1.2 干扰检测的基本原理
• 2.1.3 发射机检测的基本原理
• 2.2 循环谱理论介绍
• 2.2.1 一阶循环平稳和循环均值的概念
• 2.2.2 循环自相关和谱相关的概念
• 2.2.3 循环谱的物理模型
• 2.2.4 离散随机过程的循环谱表示
• 2.2.5 加噪信号的循环平稳特性分析
• 2.3 基于循环平稳特性检测方法的特点
• 2.4 本章小结
• 第3章 基于信号循环平稳特性的频谱分配方案设计
• 3.1 基于信号循环平稳特性的频谱检测分配方案
• 3.1.1 现有频谱检测分配方案
• 3.1.2 基于信号循环平稳特性的频谱分配方案设计
• 3.2 机器学习介绍
• 3.3 基于信号循环平稳特性的频谱分离技术原理
• 3.3.1 频移滤波器
• 3.3.2 基于信号循环平稳特性的频谱重叠信号分离算法
• 3.4 本章小结
• 第4章 信号循环平稳特性的仿真分析
• 4.1 二进制相移键控（BPSK）信号的循环谱理论分析及仿真
• 4.1.1 BPSK信号基本原理及循环谱理论分析
• 4.1.2 实验仿真及结果分析
• 4.2 循环谱在正交频分复用信号中的应用与研究
• 4.2.1 OFDM的基本原理
• 4.2.2 OFDM信号的循环谱的理论分析
• 4.2.3 实验仿真及结果分析
• 4.3 循环谱在码分多址信号中的应用与研究
• 4.3.1 CDMA的基本原理
• 4.3.2 DS-SS/QPSK信号循环谐的理论分析
• 4.3.3 实验仿真及结果分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献