基于认知的子带跳频OFDM系统研究

发布时间：2020-07-05 08:53

【摘要】：本文主要针对通信场景中存在较强的窄带干扰的专用无线通信网络。该网络采取星型拓扑的结构,所有子节点只与中心节点直接通信,网络中的业务流程基本没有随机性。网络的中心节点具备干扰认知功能,本系统主要围绕这一特性进行设计以对抗通信环境中的窄带干扰,同时系统还要有一定的抗截获需求。为了解决这种特殊场景下的窄带干扰和截获等通信问题,本文设计了一种基于干扰认知的子带跳频OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)系统。本文设计了一种双信道结构,控制信道以较低的发射功率、较低的传输速率实现抗干扰、低截获和可靠传输;业务信道则在控制信道辅助下实现基于认知的子带跳频OFDM高速传输,提高了系统的抗窄带干扰和抗截获能力。本文主要工作包括:1.完成子带跳频OFDM系统的设计以及其中关键技术方案的设计,包括导频的设计、跳频序列的设计和控制信道协议设计;2.搭建子带跳频OFDM系统平台,在一定的仿真假设和仿真参数下,完成各个功能模块,保证仿真平台实现流程的正确性和仿真结果的有效性;3.基于中心节点提供的干扰认知信息,研究了子带跳频OFDM系统中的一些抗干扰技术方案,包括基于子信道容量的子载波自适应调度和跳频序列选择。论文首先仿真了不同的窄带干扰对OFDM系统性能的影响,在一定带宽和强度的窄带干扰下OFDM系统难以满足实际应用的需求。随后论文仿真了自适应子载波调度算法的性能,子载波调度使得系统在窄带干扰下有着接近无干扰情况的性能。论文设计了两种跳频序列选择算法,并仿真了不同跳频序列选择性算法对于系统性能的影响。基于信道容量的跳频序列选择算法相比于传统的随机跳频序列选择拥有更好的误码性能和更大的信道容量提升,而基于LRU(Least Recently Used)的跳频序列选择算法相对于基于最大信道容量的跳频序列选择算法在几乎不损失性能的前提下更有效地保证跳频序列的随机性,使得系统拥有更好的抗截获能力。
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.53
【图文】：

任意两个节点之间不超过两跳，网络延迟较小。该通信场景中可能存在逡逑较强的窄带干扰，并具有较高的抗截获能力要求，所以系统链路的设计主要需求逡逑是系统的抗干扰性能和抗截获性能。该网络系统如图２－１所示：逡逑６逡逑

逡逑为跳频序列在ｔ时刻的值，为整数。子带跳频信号的时频分布情况如图３－４所示：逡逑？逡逑逦邋｜信号资源逡逑逦邋时频位置逡逑Ｉ相邻频点逦／逡逑ｆ逦频谱重叠逦ｒ逦Ｖ逡逑率逦部分逦—逡逑’／７／Ｗ／ｙｗ＾ｙ逦ｚｉｚｉ逡逑逦逦逦？逡逑时间逡逑图３－４子带跳频信号时频资源示意图逡逑从图中可以看出，对于子带跳频信号来说，如果子带跳频信号两个相邻频点相距逡逑太近，则前一频点的时延信号可能对后一频点产生干扰。前后频点干扰的影响主逡逑要取决于最大多径时延的大小，主要是前一信号最大多径时延相对于信号单个符逡逑号持续时间的大小。在ＯＦＤＭ信号中，一般前一符号的多径时延不会超过其ＣＰ逡逑长度，因此可以基本回避这个问题。还需考虑的一个问题即是系统的安全性，子逡逑带跳频是考虑到系统带宽有限、跳频可用频点数太少而提出的一个方案，但对于逡逑子带跳频系统来说，如果在一段时间内前后两个频点比较接近的时候，如果有人逡逑在一个频点侦听

【参考文献】

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本文编号：2742390