基于变换域通信系统的改进与实现

发布时间：2017-12-13 21:08

  本文关键词：基于变换域通信系统的改进与实现

  更多相关文章： 认知无线电 软件无线电 变换域通信系统 频谱识别不匹配 USRP

【摘要】：无线频谱资源的日益紧缺是所有无线通信系统必须考虑的问题。认知无线电(Cognitive Radio,CR)系统具有学习能力,通过与工作环境的信息交互,提供高效的频谱使用方案,是一项非常有前景的技术;同时,CR系统还具备“可重配置能力”,即其收发机能够动态改变传输参数以适应环境和用户的需求。因此,CR系统经常被部署在软件无线电平台上(Software-defined radio,SDR)。另一方面,变换域通信系统(Transform Domain Communication System,TDCS)通过频谱感知判决及频域软扩频等技术,实现了对频谱干扰的规避,并在一段非连续的频谱实现稳定的信号收发,被广泛认可为CR系统中最有潜力的收发机方案之一。然而,当前的TDCS系统并未解决实际系统中存在的许多问题,如频谱识别不匹配(Spectral Sensing Mismatch,SSM)、高性能的多用户接收机设计等,并且缺乏完整的硬件测试台演示。本论文从算法优化和硬件测试台两方面,对TDCS进行了研究。针对TDCS频谱识别不匹配的情况,首先建立了通用的数学模型,定义了新的SSM系数来定量描述任何场景中的频谱识别不匹配。然后,通过完整的数学推导和电脑仿真,证明TDCS的系统性能受频谱识别不匹配的直接影响,其关系式可由所引入的SSM系数直接描述,从而得到推导的理论表达式。接着研究了多用户TDCS系统的接收机设计。受到频谱识别不匹配等影响,TDCS发射信号的频谱并不连续,这会直接加剧多用户干扰,影响系统性能。本论文选取给出了基于频域过采样(Frequency Domain Oversampling,FDO)的TDCS多用户接收机设计方案。由于FDO操作将信号处理映射到更高的数学维度,能够在频率选择性信道中获得更多的频率分集,同时改良的最小均方误差检测器(Minimum Mean Square Error,MMSE)检测器将解扩操作包含在内,直接输出用户符号,因此可以大大多用户性能。最后,本文利用通用软件无线电外设(Universal Software Radio Peripheral,USRP),从完整的算法原型、软件编程和硬件调试三方面,成功搭建了TDCS系统的硬件测试台,演示TDCS的链路性能。然后在此基础上对TDCS的进行了具体的功能开发,扩展了TDCS的应用前景。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN914

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本文编号：1286568