ofdm及認知ofdm系統(tǒng)關鍵技術研究

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1、及 認 知系 統(tǒng) 關 鍵 技 術 研 究劉 淑 華西安電子科技大學OFDM及認知OFDM關鍵技術研究作者姓名劉淑華導師姓名、職稱張海林教授一級學科信息與通信工程二級學科通信與信息處理年月申請學位類別工學博士提交學位論文日期2014年9月107010808310011 學校代碼學號分類號密級TN91公開西安電子科技大學博士學位論文OFDM及認知OFDM系統(tǒng)關鍵技術研究作者姓名：劉淑華一級學科：信息與通信工程二級學科：通信與信息系統(tǒng)學位類別：工學博士指導教師姓名、職稱：張海林教授提交日期：2014年9月StudyontheKeyTechnologiesofOFDMandCogn

2、itiveOFDMsystemsAdissertationsubmittedto XIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirements forthedegreeofDoctorofPhilosophyByLiushuhua(InformationandCommunicationEngineering)Supervisor:Prof.ZhanghailinSep2014西安電子科技大學學位論文獨創(chuàng)性（或創(chuàng)新性）聲明秉承學校嚴謹?shù)膶W風和優(yōu)良的科學道德，本人聲明所呈交的論文是我個人在導師指導下進行的研究工作及取得的研究成果。盡

3、我所知，除了文中特別加以標注和致謝中所羅列的內容以外，論文中不包含其他人已經發(fā)表或撰寫過的研究成果；也不包含為獲得西安電子科技大學或其它教育機構的學位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學位論文若有不實之處，本人承擔一切法律責任。本人簽名：日期：西安電子科技大學關于論文使用授權的說明本人完全了解西安電子科技大學有關保留和使用學位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學位期間論文工作的知識產權單位屬于西安電子科技大學。學校有權保留送交論文的復印件，允許查閱、借閱論文；學?？梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨热?，允許采用影印、縮印

4、或其它復制手段保存論文。同時本人保證，獲得學位后結合學位論文研究成果撰寫的文章，署名單位為西安電子科技大學。保密的學位論文在年解密后適用本授權書。本人簽名：導師簽名：日期：日期：摘要摘要隨著新的高速無線應用的不斷涌現(xiàn)，現(xiàn)有無線業(yè)務的不斷發(fā)展，帶寬的需求量在迅速增加，頻譜資源匱乏問題日益嚴重，然而，美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）實測數(shù)據(jù)表明，頻譜資源匱乏的真實原因來源于頻譜利用率低下。為了解決頻譜資源短缺，提高頻譜利用率，認知無線電技術應運而生。在認知無線網(wǎng)絡中，認知用戶在頻譜感知的基礎上，機會式地接入授權用戶的空閑頻帶進行通信，在避免對授權用戶產生有害干擾的同時，應用動態(tài)資源

5、分配技術，大大提高了頻譜利用率。作為一種多載波調制技術，正交頻分復用（OFDM）因其頻譜利用率高、抗多徑能力強等特點而被廣泛應用于寬帶無線通信。OFDM靈活的頻譜成形技術使得它不需要連續(xù)的頻帶即可進行數(shù)據(jù)傳輸，有助于高效利用授權用戶的空閑頻譜，這種頻譜不連續(xù)的OFDM調制技術稱之為非連續(xù)OFDM（NC-OFDM），成為了認知無線網(wǎng)絡物理層技術的首選。然而，自OFDM被提出至今，其固有的峰均比高的問題仍未得到完美的解決，同時，在非認知OFDM系統(tǒng)中，考慮用戶公平性的資源分配算法的研究仍顯得不足。在頻譜資源匱乏的今天，認知OFDM無線網(wǎng)絡的提出，具有重要的意義，然而，要實現(xiàn)認知

6、系統(tǒng)和授權系統(tǒng)的真正共存，必須有效控制認知OFDM系統(tǒng)對授權系統(tǒng)的帶外干擾，同時，要實現(xiàn)頻譜利用率的有效提高，必須研究行之有效的認知OFDM系統(tǒng)的動態(tài)資源分配算法。針對非認知OFDM系統(tǒng)及認知OFDM系統(tǒng)存在的問題，本文將從非認知OFDM系統(tǒng)的峰均比、認知OFDM系統(tǒng)的帶外抑制，以及非認知OFDM系統(tǒng)及認知OFDM系統(tǒng)的資源分配算法等幾方面進行研究，具體的研究工作和創(chuàng)新性成果如下：1.針對OFDM信號高峰均比（PAPR）問題，提出了一種基于門限的分段壓擴算法，以較小的誤比特率（BER）損失，獲得了有效的峰均比抑制。該算法根據(jù)OFDM信號幅度的統(tǒng)計分布，將OFDM信號分成了三

7、類：?。ǚ龋┬盘?、平均（幅度）信號和大（幅度）信號，通過選擇合適的門限，對大信號進行壓縮以減小峰值，同時放大小信號，起到提升平均功率的作用，從而達到峰均比的降低。在接收端，通過迭代檢測算法估計并消除壓擴噪聲，有效減小了分段壓擴造成的帶內失真，減小了系統(tǒng)的BER性能損失。另外，NC-OFDM信號頻譜的不連續(xù)性使得其峰均比的統(tǒng)計特性有別于傳統(tǒng)OFDM信號，文中還研究了NC-OFDM信號峰均比的統(tǒng)計分布，為進一步研究NC-OFDM信號峰均比抑制算法提供了幫助。2.針對多用戶非認知OFDM系統(tǒng)下行鏈路的動態(tài)資源分配問題，