收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

面向频谱共享的信号识别技术研究

张静文  
【摘要】:无线电频谱作为一种有限的自然资源,具有巨大的经济价值和社会价值。信息与通信产业的飞速发展,带来了社会信息化程度的重大提升和深刻变革,使得移动通信系统对频谱资源的需求快速增长。现有的授权式频谱分配方法有利于干扰管理,但同时也限制了无线频谱资源使用的灵活性。早在2002年,美国联邦通信委员会就已经明确指出:“在许多频段,相比于物理频谱资源的稀缺,频谱接入是一个更为严重的问题,其在很大程度上是由传统的频谱划分方式所致,从而限制了用户接入上述频段的能力”。频谱共享作为一种可有效提升频谱利用率的技术,是保障未来移动通信系统可持续发展的核心。为了保证共享频谱的各用户实现信号的顺利接收与处理,同时保证各用户通信的安全性,有必要研究频谱共享系统中的信号识别技术。本论文围绕频谱共享系统面临的用户参数及身份未知等问题,针对提升频谱利用率的目标及频谱共享系统高效、安全的通信需求,采用算法设计与优化、模型建立与特征提取、性能评估及仿真验证等手段开展了频谱感知、调制识别和发射机识别三类信号识别技术的研究。论文的创新性工作主要包括如下几个方面:1)对于频谱感知技术,考虑共享频谱的各用户间存在非合作的通信关系,非授权用户接收机难以获取授权用户信号先验信息这一问题,基于假设检验理论,提出了一种频谱感知算法,其无需已知任何授权用户信号的先验信息,可适用于多种实际的信道条件,具有实现复杂度低、检测性能高的优点;针对上述非合作频谱共享系统中非授权用户与授权用户采用不同的通信标准,二者帧结构难以同步的问题,采用全双工频谱感知使非授权用户尽可能及时地检测授权用户传输状态的改变,在此基础上,分析并推导了非授权用户的吞吐量性能和最优帧长。2)对于调制识别技术,分别研究了非连续相位调制和连续相位调制在高斯信道下的识别问题。针对非连续相位调制方式,提出了一种基于假设检验理论的调制识别算法,其针对不同的调制方式和信道特性设计相应的识别特征,仿真结果表明,该算法对于平坦衰落等非理想信道具有良好的鲁棒性,有效提升了调制识别性能;针对连续相位调制方式,通过分析连续相位调制信号所具备的记忆特性,提出了一种基于隐式马尔科夫模型的调制识别算法,该算法可对模型中的隐藏变量和未知参数进行估计,适用于平坦衰落信道场景,解决了难以在未知平坦衰落信道中有效识别连续相位调制方式的问题。3)对于调制识别技术,考虑频率选择性衰落信道,针对传统的单用户场景,提出了一种基于似然的调制识别方案,其利用期望最大化算法,通过设计有效的“完整数据”对未知的信道系数进行估计,将难以求解的原问题简化为多个独立可解的简单问题,实现了频率选择性衰落信道下单用户调制识别。在单用户场景下,推导了未知信道参数的估计误差下界及识别算法的性能上界。将上述单用户场景进行扩展,考虑多用户调制识别问题,利用类似的思路,通过设计有效的“完整数据”,实现了频率选择性衰落信道下多用户调制识别。4)对于发射机识别技术,将发射机功率放大器的非线性特征进行建模,以表征不同发射机的硬件特征。针对传统的点对点单跳场景,考虑多种非理想信道,其会对发射机硬件特征带来畸变,在此基础上,将单跳场景扩展至多跳场景,中间设备对源信号的放大转发过程将引入其自身的发射机硬件特征,从而对源发射机的硬件特征造成污染。针对上述两种场景,基于自适应时频分析理论,提出了三种发射机识别算法。仿真结果表明,所提算法可以有效提升识别性能,并可有效对抗上述场景对识别带来的不利影响。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 周钰哲;;动态频谱共享简述[J];移动通信;2017年03期
2 韩松;李鑫滨;马锴;刘志新;;改进的认知无线电系统中频谱共享博弈算法[J];北京理工大学学报;2017年07期
3 楼芃雯;;无线通信频谱共享技术专利分析[J];山东工业技术;2017年17期
4 程杰;;频谱共享技术以及相关专利情况研究[J];山东工业技术;2017年17期
5 周钰哲;;我国频谱共享的可行性研究与推进建议[J];电信科学;2016年05期
6 刘秉瑞;李乾;;基于认知无线电的空时域频谱共享研究[J];移动通信;2016年12期
7 王九如;;美国政府拟试点“频谱共享”模式[J];邮电设计技术;2014年08期
8 刘悦;翁丽萍;;授权的频谱共享技术[J];电信网技术;2013年09期
9 杨金星;高月红;杨大成;;认知无线电中的频谱共享技术[J];现代电信科技;2011年07期
10 谢健骊;党建武;;认知无线电的重复博弈频谱共享算法[J];铁道学报;2011年09期
11 刘琪;苏伟;李承恕;;基于跳频的自适应频谱共享方案[J];电子学报;2010年01期
12 张爱清;叶新荣;丁绪星;;认知无线电中的频谱共享技术[J];通信技术;2009年02期
13 刘小洋;邵玉斌;;认知无线电中的频谱共享技术[J];计算机与信息技术;2009年09期
14 刘树彬;李翠然;;认知无线电频谱共享中的博弈论算法[J];山西电子技术;2009年06期
15 徐林林;朱晓荣;;多运营商频谱共享模型和租赁策略[J];电子与信息学报;2017年03期
16 冯岩;孙浩;许颖;方箭;;动态频谱共享研究现状及展望[J];电信科学;2016年02期
17 李鑫滨;韩松;刘志新;温淑焕;;基于次用户检测能力的认知无线电频谱共享博弈[J];北京理工大学学报;2015年04期
18 蔡艳;张晶;朱洪波;;基于空间位置的混合频谱共享系统功率分配研究[J];通信学报;2014年02期
19 王磊;郑宝玉;崔景伍;岳文静;;认知无线网络中一种新的频谱共享方法[J];信号处理;2011年07期
20 张晶;朱洪波;;混合式频谱共享系统功率分配研究[J];电子与信息学报;2010年11期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 张伟青;叶梧;冯穗力;;认知无线网络频谱共享的跨层设计[A];2009年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2009年
2 郭彩丽;张天魁;曾志民;冯春燕;;一种新的频谱共享技术——认知无线电技术及其应用[A];2006中国科协年会论文集(第13分会场)[C];2006年
3 郭彩丽;张天魁;曾志民;冯春燕;;一种新的频谱共享技术——认知无线电技术及其应用[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集(下册)[C];2006年
4 乔荣;孙学康;郭彩丽;;基于SDR的极化域频谱共享平台实现与功能验证[A];第七届全国信号和智能信息处理与应用学术会议会刊[C];2013年
5 刘庆丰;陈金鹰;李俊葶;卓有福;;基于认知无线电的高效频谱利用技术[A];四川省通信学会2008年学术年会论文集[C];2008年
6 陈波;史培明;;5G全频谱使用策略综述[A];面向5G的LTE网络创新研讨会(2017)论文集[C];2017年
7 宋琦军;任丹丹;;基于SIMULINK实现CDMA与GSM系统间EMC分析[A];第十四届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2004年
8 宋琦军;张涛;;频谱管理领域面临的挑战及对策[A];第十五届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2005年
9 宋琦军;张涛;李朝晖;;一种新的频谱工程技术——基于多维频谱空间的自适应频谱接入技术[A];全国电磁兼容学术会议论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李轩衡;认知无线网络中频谱共享方法研究[D];大连理工大学;2017年
2 陈硕;密集异构无线环境中基于极化信号处理的频谱共享研究[D];北京邮电大学;2018年
3 张静文;面向频谱共享的信号识别技术研究[D];北京交通大学;2018年
4 陈雁;无线通信中的合作中继与感知频谱共享技术研究[D];浙江大学;2009年
5 谢先斌;认知无线电频谱共享系统容量研究[D];电子科技大学;2013年
6 刘丹丹;高能效频谱共享协作通信机制研究[D];北京邮电大学;2014年
7 厉东明;基于极化信息处理的认知无线电频谱共享技术研究[D];北京邮电大学;2014年
8 刘杨;频谱共享无线通信系统中检测算法与性能分析[D];北京交通大学;2017年
9 闫盛楠;基于协作的认知无线电频谱共享技术研究[D];北京邮电大学;2011年
10 张晶;基于认知的动态频谱共享系统容量优化技术研究[D];南京邮电大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李桐;基于博弈理论的认知无线电频谱共享技术研究[D];北京邮电大学;2018年
2 孙博;认知无线电系统频谱共享技术研究[D];东北大学;2014年
3 李欣悦;基于能效和谱效的协作频谱共享策略研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
4 李燕;协作频谱共享网络中的安全性能分析[D];郑州大学;2017年
5 苏黎韡;认知蜂窝网密集立体覆盖与频谱共享技术研究[D];昆明理工大学;2016年
6 饶正发;基于优先级队列的协作认知频谱共享[D];西安电子科技大学;2014年
7 刘奕洋;认知无线电网络绿色频谱共享技术研究[D];西安电子科技大学;2014年
8 周黎辉;研究认知无线电频谱共享的博弈论方法[D];昆明理工大学;2011年
9 王英伟;感知无线电中基于协作的频谱共享技术研究[D];北京邮电大学;2010年
10 张晓;认知无线电网络中基于博弈论的频谱共享算法研究[D];西安电子科技大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前8条
1 本报记者 刘晶;无管局披露我国5G用频思路[N];中国电子报;2016年
2 张运洪;法国启动移动频谱共享试点[N];人民邮电;2016年
3 珞珈;美加就边境频谱共享达成协议[N];人民邮电;2013年
4 朱振华;感知无线电:频谱共享更智能[N];通信产业报;2006年
5 本报记者 邱雨;工信部无线电管理局副局长阚润田:5G时代加速到来 频谱共享是大势所趋[N];人民邮电;2016年
6 上海无线通信研究中心研发一部部长 胡宏林;2015年4G将进入商用期[N];通信产业报;2009年
7 赛迪智库无线电管理研究所 薛楠 乔维;美国高效用频,我国急需跟上[N];中国电子报;2015年
8 本报记者 郭川;5G将带来真正互联的世界[N];人民邮电;2014年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978