發(fā)布時間：2020-08-13 09:02

【摘要】：寬帶認(rèn)知無線電自組織網(wǎng)絡(luò)CRAHNs(Cognitive Radio Ad Hoc Networks,CRAHNs)具有頻譜感知功能,能避開干擾和擁擠頻段,組網(wǎng)方便快捷,抗毀性強(qiáng),且不依賴于網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施,因而在搶險救災(zāi)、野外作業(yè)和軍事應(yīng)用等場合具有良好的應(yīng)用前景。本論文研究CRAHN網(wǎng)絡(luò)物理層中基于OFDM調(diào)制的自適應(yīng)技術(shù)方案,提出了一套基于OFDM調(diào)制的物理層自適應(yīng)方案,并對重要模塊進(jìn)行了FPGA實現(xiàn)。本文首先論述了認(rèn)知無線電Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)的背景及其在物理層的研究現(xiàn)狀,以此引出自適應(yīng)OFDM技術(shù)的產(chǎn)生及發(fā)展概況。接著,本文介紹了OFDM自適應(yīng)技術(shù)的原理、技術(shù)難點和一些經(jīng)典的算法。之后本文著重根據(jù)目前實驗室所處的實驗環(huán)境,針對于物理層OFDM自適應(yīng)系統(tǒng)的信道編碼方面進(jìn)行了研究,提出了使用Turbo編碼作為本次OFDM自適應(yīng)研究方案的主要信道編碼方式,并在平臺上進(jìn)行了FPGA實現(xiàn)和仿真測試。最后,根據(jù)以上所有的前期工作,本論文結(jié)合了FPGA開發(fā)平臺實際的情況,最終選擇使用Altera公司提供的,具有高性能、低功耗、低成本特點的Cyclone III系列,使用Verilog HDL語言將本次論文整體系統(tǒng)的架構(gòu)和部分核心模塊進(jìn)行了FPGA的詳細(xì)的實現(xiàn)。這些核心模塊包括:信道的編碼的模塊、數(shù)字星座映射的模塊、導(dǎo)頻插入的設(shè)計模塊、插入循環(huán)前綴模塊、前導(dǎo)序列的構(gòu)造與調(diào)制模塊和插值濾波器模塊。之后,我們還針對這些核心模塊進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果表明,此系統(tǒng)具有一定的可靠性,滿足設(shè)計所需要的結(jié)果。實現(xiàn)后的系統(tǒng)可以從MAC層接收到MAC數(shù)據(jù)幀,根據(jù)MAC數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)里面的自適應(yīng)參數(shù),實現(xiàn)了在具有多徑多普勒特點的無線Ad-Hoc網(wǎng)絡(luò)下的自適應(yīng)傳輸,在實際具體的應(yīng)用中十分靈活。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN925
【圖文】：

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文 第二章 OFDM 調(diào)制技術(shù)和資源的自適應(yīng)分配利用率可到顯著的提升，這樣的技術(shù)被稱為正交頻分復(fù)用 OFDM 技術(shù)。使用正交頻分術(shù)的系統(tǒng)里，每個子載波都滿足在其各自的頻率采樣點上，所有除它以外的子載波的該點的貢獻(xiàn)值都為零。這樣的子載波的頻譜都呈現(xiàn)為 sinc 函數(shù)的形狀。OFDM 信號的圖 2.1(3)所示。

tdtdTTikdjtdtTiktdtdjTitdjTkjNNNNNNNNNNkiTiiTiTii22222222221011exp2exp2exp2exp2 （設(shè)系統(tǒng)是由 5 個子載波組成一個 OFDM 符號時，并且這 5 個子載波在時域都呈，在星座圖上采樣 BPSK 映射，假設(shè) 5 個子載波的數(shù)據(jù)為 d 1 , 1, 1, 1, 1 ，這波的頻譜信號都呈現(xiàn)為sinc函數(shù)，頻域圖像如圖 2.2。根據(jù)圖像顯示的結(jié)果可以 系統(tǒng)的頻域信號滿足奈奎斯特?zé)o符號間干擾的準(zhǔn)則。但是 OFDM 系統(tǒng)與典型的系統(tǒng)不同的是，它的符號脈沖成形是在頻域?qū)崿F(xiàn)，并不是在時域?qū)崿F(xiàn)的。傳統(tǒng)的統(tǒng)中的符號間干擾由于時域和頻域之間存在的的對偶關(guān)系，會轉(zhuǎn)化成為 OFDM波間干擾，所以，我們需要盡可能在 OFDM 系統(tǒng)的頻域上進(jìn)行非常精確的采樣分復(fù)用 OFDM 的子載波間干擾 ICI（Inter-Carrier Interference,ICI）。

圖 2.3 由 5 個正交子載波構(gòu)成的的 OFDM 符號在時域上的波形的正交差錯都會導(dǎo)致信號間干擾，如何有效地生成一組標(biāo)準(zhǔn)正交統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。然而由于振蕩器具有難以解決的頻率漂移問題比較嚴(yán)重的信道間干擾。隨著數(shù)字信號處理 DSP（Digital Signal P技術(shù)的不斷延伸，研究人員發(fā)現(xiàn)離散傅里葉逆變換 IDFT(Inverse FT)的公式表達(dá)完全可以用來替代 OFDM 的整個調(diào)制過程[1]。其2101( ) ( )e , 0 1Nj n kNkx n X k n NN 的公式，我們可以看出，OFDM 信號的形成過程其實就是信號實上就是頻率先在 0～2π范圍內(nèi)產(chǎn)生 N 個正交的復(fù)正弦信號子載) 與之進(jìn)行加權(quán)運算后再疊加，從而形成時域信號的過程。并且在

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2791794