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随着现代社会对无线通信业务需求的迅猛增长,频谱资源变得越来越加紧张,从而制约着无线通信的发展。认知无线电技术的提出被认为是解决上述问题的最有效方法,因为它能实现频谱动态接入,从而可提高频谱利用效率。OFDM(正交频分复用)技术具有抗多径衰落、频谱利用率高、频率选择灵活等优点,因此,已被公认是认知无线电系统的首选调制技术。但由于OFDM自身存在旁瓣能量高的缺点,因而带外干扰问题被认为是其应用于认知无线电系统时的典型难题。本文旨在寻求合理高效的OFDM旁瓣抑制技术,以解决基于OFDM的认知无线电系统的带外干扰问题。
本文的研究内容来自国家自然科学基金项目(项目编号:60972079)。论文简要阐述了OFDM和认知无线电的基本原理与关键技术,深入研究了OFDM认知无线电系统中现有的旁瓣抑制技术。在此基础上,提出了一种新的旁瓣抑制方法一基于干扰抑制序列(ISS)的预编码方法。该方法通过在与主用户所占带宽相同的次用户子载波上插入干扰抑制序列,使得OFDM符号经过预编码后,从用户数据子载波在主用户占用的子载波上产生的干扰功率降至最低,有效地抑制了从用户对主用户的干扰,但由于预编码矩阵是通过优化迭代搜索方法求得的,算法复杂度较高。为解决这一问题,本文又提出了另外一种OFDM认知无线电系统旁瓣抑制方法-基于SVD的预编码方法。该方法采用奇异值分解求得使从用户数据子载波在主用户占用频带上泄露干扰功率最小的预编码矩阵,进而在进一步提高旁瓣抑制能力的基础上,有效的降低了算法复杂度。
理论分析和计算机仿真结果表明,本文提出的两种方法和现有其它OFDM认知无线电系统旁瓣抑制方法相比,不仅加深了频谱凹槽的深度、有效地抑制了带外干扰、提高了频谱利用率,而且还改善了系统的抗噪声性能,对系统的峰均功率比也没有影响。