隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展和無線通信所支持的業(yè)務(wù)量的不斷增加,電磁頻譜資源日益緊缺。認(rèn)知無線電(Cognitive Radio,CR)技術(shù)通過對不斷變化的電磁環(huán)境進(jìn)行動態(tài)感知和監(jiān)測,并根據(jù)電磁感知結(jié)果改變系統(tǒng)參數(shù),對授權(quán)頻譜中未占用頻段的進(jìn)行動態(tài)接入,從而實(shí)現(xiàn)智能、可靠、高效率通信,并能有效提高頻譜利用率。CR技術(shù)一經(jīng)提出便引起學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。變換域通信系統(tǒng)(Transform Domain Communication System,TDCS)作為CR收發(fā)機(jī)的候選技術(shù)之一,可以根據(jù)頻譜感知和判決結(jié)果在變換域(如頻域、小波域或其他抽象域)設(shè)計信號波形,及時發(fā)現(xiàn)空閑頻譜進(jìn)行信息傳輸,具有主動抗干擾性能,并具有低截獲概率和低檢測概率的特性。本文主要對TDCS的多址接入技術(shù)進(jìn)行研究。首先介紹單用戶TDCS的系統(tǒng)模型以及TDCS多址接入實(shí)現(xiàn)的原理,并對其多址接入性能進(jìn)行仿真。仿真結(jié)果表明,在子載波個數(shù)為1024、采用串行干擾消除解調(diào)的TDCS在加性高斯白噪聲信道下大約可容納6用戶。針對傳統(tǒng)TDCS多址接入算法用戶容量有限的問題,本文對一種非正交多址技術(shù)——交織多址(Interleave Division Multiple Access,IDMA)進(jìn)行了研究。隨后將交織多址方案應(yīng)用于TDCS的多址接入,提出了基于BPSK和CCSK調(diào)制的TDCS-IDMA系統(tǒng),并分別在單徑實(shí)信道和準(zhǔn)靜態(tài)多徑信道下對其迭代檢測算法進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。仿真結(jié)果顯示,將IDMA作為TDCS的多址方案,在保證TDCS抗干擾性能的同時,在子載波個數(shù)為1024、擴(kuò)頻長度為16的情況下能容納16以上個用戶,可有效提升TDCS的用戶容量。接下來,本文對基于頻譜軟判決的TDCS多址接入技術(shù)進(jìn)行研究。傳統(tǒng)TDCS采用頻譜硬判決的方式,一般選擇噪聲功率最大值的30%~40%作為判決門限,這種方式在干擾信號占較寬頻帶時性能較差。本文通過選取一個高門限和一個低門限作為判決門限,將傳統(tǒng)硬判決方式改為軟判決,可有效提高系統(tǒng)性能和隱蔽通信的能力。在此基礎(chǔ)上,對多用戶TDCS的峰均功率比(Peak-to-Average Power Ratio,PAPR)問題進(jìn)行研究,數(shù)學(xué)推導(dǎo)了TDCS PAPR的數(shù)學(xué)模型和其PAPR較高的原因。同時提出在頻譜限制下具有良好相關(guān)性的頻域序列的設(shè)計方案,并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,使用該序列生成TDCS的基礎(chǔ)調(diào)制波形,可有效降低軟判決TDCS的PAPR。最后,本文對多用戶TDCS系統(tǒng)進(jìn)行了原型驗(yàn)證和性能測試。利用通用軟件無線電外設(shè)搭建了多用戶TDCS系統(tǒng)硬件測試臺,并詳細(xì)介紹了鏈路設(shè)計和軟、硬件實(shí)現(xiàn)方案,并在存在干擾的情況下對系統(tǒng)功能進(jìn)行演示。
【學(xué)位單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN925
【部分圖文】：

NI 通用軟件無線電平臺介紹.1 LabVIEW 軟件介紹NI 公司開發(fā)的實(shí)驗(yàn)室虛擬儀器集成環(huán)境（ Laboratory Virtual Instrumgineering Workbench，LabVIEW）是一款基于圖形化編程的軟件開發(fā)平臺。LabVIEW 使用的編程語言是 G 語言，這是一種圖形化的編程語言。G 語計算機(jī)語言例如 VB、VC 等高級語言相比主要有兩點(diǎn)區(qū)別。首先，G 語是框圖的形式，進(jìn)行 G 編程需要對框圖進(jìn)行操作，將程序框圖上的圖標(biāo)起后，程序框圖會被直接編譯為可被計算機(jī)處理器執(zhí)行的機(jī)器碼。G 語言統(tǒng)語言相同的編程概念和所有標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造，如：循環(huán)、數(shù)據(jù)類型、變量、遞對象編程等。第二點(diǎn)區(qū)別在于 G 代碼執(zhí)行時遵照的規(guī)則是數(shù)據(jù)流，而大文本的編程語言如 C 語言和 C++執(zhí)行時采用更傳統(tǒng)的過程化方式，也就的命令序列。數(shù)據(jù)流的執(zhí)行模式是由數(shù)據(jù)驅(qū)動的，是程序內(nèi)節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)而非文本的數(shù)據(jù)行。這種差別使得程序組件間的數(shù)據(jù)路徑成為開發(fā)者關(guān)注G 代碼可以為開發(fā)者提供更直觀的體驗(yàn)，從而更易于開發(fā)人員迅速理解。

每個設(shè)備的最大雙向點(diǎn)對點(diǎn)帶寬 830MB/s每個設(shè)備的最大特有 DMA 端點(diǎn) 16圖5-9 本實(shí)驗(yàn)采用的 PXIe-1085 機(jī)箱比特數(shù)據(jù)LabVIEWPXIERIO1-TXRIO1-TXTX1TX2TX7TX8RIO5-RXhh比特數(shù)據(jù)LabVIEWPXIE圖5-10 數(shù)據(jù)流產(chǎn)生到恢復(fù)的主要步驟圖 5-10 是數(shù)據(jù)流從產(chǎn)生到恢復(fù)的主要步驟。發(fā)送數(shù)據(jù)流被分為同相分量采樣點(diǎn)和正交分量采樣點(diǎn)，然后被送入 USRPRIO 的 RF 內(nèi)進(jìn)行濾波和上采樣。然后利

圖5-12 CCSK 調(diào)制模塊（4）信號捕獲與同步在接收端，接收信號和本地訓(xùn)練序列進(jìn)行同步，然后在相關(guān)結(jié)果中尋找超過一定門限的峰值。門限值一般和接收信號功率有關(guān)，一般設(shè)置為最高相關(guān)峰值的 80%TDCS 同步主要分為兩個部分，首先是進(jìn)行閾值檢測，通常室內(nèi)環(huán)境的噪聲功率為-120dBm。通過閾值檢測，只需要閾值的設(shè)定比噪聲較大即可，在閾值檢測后，系統(tǒng)將利用本地同步序列依次與采樣信號滑動相關(guān)，其相關(guān)的可由 FFT 實(shí)現(xiàn)，以降低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，如圖 5-13 所示。
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

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本文編號：2862498