基于230MHz宽带数传系统干扰共存研究

发布时间：2017-06-25 19:10

  本文关键词：基于230MHz宽带数传系统干扰共存研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：频谱资源是十分珍贵的通信资源,而研究发现专网230MHz频段的频谱利用效率不高,为了更高效地利用频谱资源,普遍的解决办法是采用基于认知无线电技术的频谱共享方案。基于这种思想,认知用户需要准确检测到在用的授权用户频段,同时认知用户需要避免对正在通信的授权用户造成干扰。认知系统可以采用方便频谱管理的基于频谱池的NC-OFDM技术,即根据频谱感知结果关闭干扰避免频带内的子载波。然而其他子载波在授权频段内仍然具有较大的功率,以至影响授权用户的工作。因此OFDM信号旁瓣干扰抑制算法的研究具有重要意义。本文首先提出了基于感知无线电的共享频谱技术方法和规划构想,该方法保留了230MHz频段内25kHz频点划分,同时将230MHz频段划分成多个资源组进行频谱感知,规避在用频点,实现多系统共存。此外本文还给出了基于频谱共享的共存指标,保证授权用户和认知用户能安全可靠工作。接下来,介绍了基于频谱池技术的NC-OFDM技术和旁瓣干扰产生的原理与解决办法,并深入研究了两种解决干扰旁瓣算法中的主动干扰消除算法(AIC)。对于传统的主动干扰消除算法,本文研究了增加循环前缀和加窗的算法模型,并对性能进行了仿真分析。然后仿真分析了基于功率谱密度的主动干扰消除算法(PSD-AIC)模型和减小对消子载波处较大毛刺功率的优化α-PSD-AIC算法,并与现有的优化算法进行了仿真对比,在不改变对消子载波的功率的情况下,陷波深度提升了约5dB。最后,根据系统共存指标,提出两种方案对前面提出的优化算法进行工程验证。第一种方案是利用S ystemVue软件仿真宽带OFDM信号和230MHz离散单载波窄带信号,实现数字调制、低通滤波成型、上变频和功率放大等调制过程及相应解调过程,并分析两个系统的共存情况；第二种方案是搭建半实物仿真平台,利用收发数传电台、信号源等硬件仪器模拟实际工作环境,经过半实物仿真对比分析可以发现,当开槽宽度为8个子载波(64kHz)时,开槽处功率约为-51.94dBm,小于标准测试(预留带宽为75kHz)里的-46dBm,因此在抗干扰性和频带利用率性能上有了明显提高。
【关键词】：230专网 NC-OFDM 主动干扰消除 共存研究 半实物仿真
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN972
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-18
• 1.1 230宽带专网发展概述12-14
• 1.2 认知宽带系统在共存中的挑战14-15
• 1.3 论文研究对象及发展现状15-16
• 1.4 本文的主要贡献和内容安排16-18
• 2 宽带专网技术及频谱共享方案18-26
• 2.1 频谱规划原则18
• 2.2 频谱共享策略18-21
• 2.2.1 基于认知数据库的频谱共享技术19
• 2.2.2 基于频谱感知的频谱共享技术19-21
• 2.3 频谙共享参考方案21-22
• 2.4 基于频谱共享的共存指标22-26
• 2.4.1 宽带数传系统对窄带数传系统干扰23-24
• 2.4.2 宽带数传系统间干扰24
• 2.4.3 实现性分析24-26
• 3 认知OFDM信号干扰抑制技术26-45
• 3.1 NC-OFDM传输技术26-30
• 3.1.1 频谱池技术26-27
• 3.1.2 OFDM技术27-29
• 3.1.3 NC-OFDM29-30
• 3.2 OFDM旁瓣干扰抑制原理30-31
• 3.3 主动干扰消除(AIC)算法31-34
• 3.4 AIC算法的加窗优化算法34-39
• 3.4.1 算法描述35-37
• 3.4.2 仿真分析37-39
• 3.5 PSD-AIC算法39-42
• 3.5.1 PSD-AIC算法描述40
• 3.5.2 PSD-AIC算法仿真分析40-41
• 3.5.3 PSD-AIC与AIC算法比较41-42
• 3.6 低峰均比的α-PSD-AIC算法42-44
• 3.6.1 算法描述42-43
• 3.6.2 仿真分析43-44
• 3.7 本章小结44-45
• 4 基于230MHz系统共存的半实物仿真45-66
• 4.1 SystemVue软件仿真45-50
• 4.1.1 SystemVue软件功能介绍45-47
• 4.1.2 宽带信号生成模块47-48
• 4.1.3 信号发送端48
• 4.1.4 QPSK信号解调接收端48
• 4.1.5 仿真结果48-50
• 4.2 宽带和窄带系统共存的标准测试50-56
• 4.2.1 基站对数传电台的影响测试(2频点)51-52
• 4.2.2 基站对数传电台的影响测试(40频点)52-53
• 4.2.3 基站对数传电台的影响测试(100频点)53-54
• 4.2.4 数传电台对基站的影响测试54-55
• 4.2.5 测试结论55-56
• 4.3 半实物仿真平台56-65
• 4.3.1 实现思路56-58
• 4.3.2 软硬件环境58-65
• 4.4 本章小结65-66
• 5 总结和展望66-69
• 5.1 工作总结66-67
• 5.2 研究展望67-69
• 参考文献69-72
• 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果72-74
• 学位论文数据集74

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本文编号：483239