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基于认知无线电的动态频谱共享与利用

韩立平  
【摘要】:随着通信技术的日益发展,人们对频谱资源的需求越来越大,而频谱资源则是非常有限的。现有的频谱分配方式是每个系统占用固定的频段,研究表明,现有的频谱分配方式使频谱利用率很低。为了有效缓解频谱的分配和利用之间的矛盾,认知无线电技术成为研究的热点。认知无线电技术的核心思想是采用频谱检测技术,动态的占用出借系统的频段,达到租赁系统和出借系统共赢的目的。 本文主要是在研究基于系统级仿真的系统共存干扰的基础上,引入认知无线电技术,从抑制干扰的角度进行系统的建模,且评价引入频谱检测技术的影响。本文中干扰模型的主要思想是,对于授权系统(出借频谱的系统)和认知系统(租赁频谱的系统),在不对授权系统造成干扰的前提下,动态的调整认知系统的工作参数,来达到认知系统共享授权系统的频谱的目的。 论文主要研究的内容包括: 1)系统间干扰原理及其评估方法,以及系统间干扰共存研究方法,为后面的干扰模型的建模和验证提供了基本研究依据; 2)认知无线电的基本概念及关键技术,主要对频谱检测技术进行了研究,对影响系统的几个检测指标进行了总结和归纳; 3)基于频谱检测的干扰模型的研究,主要从基站和用户两方面进行研究,总结出隔离距离的思想,从而在干扰模型中得到应用; 4)干扰模型的理论推导,主要解决了干扰叠加的等效近似,以及从隔离和非隔离两个角度进行建模,给出了基于授权系统接收机和基于授权系统发射机的检测的两种模型的理论推导; 5)对TDD LTE系统和DTV系统共存进行系统级仿真,且引入了频谱检测技术和干扰模型的隔离思想,评估引入认知无线电技术对系统共存干扰带来的影响。 本论文的侧重研究点在于系统级仿真的基本流程,而不是具体的算法的研究。另外,另一侧重点是如何将频谱检测引入系统共存干扰,且从隔离的角度进行验证,更贴近实际中的解决问题的想法。最后,本论文的侧重点是对干扰模型的理论研究和推导,以及对理论推导的仿真验证。


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