認(rèn)知OFDMA無線通信系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、認(rèn)知無線電是一種新穎智能的無線通信技術(shù)，通過動(dòng)態(tài)利用無線信道中空閑或極少被利用的授權(quán)頻譜的方式提高頻譜利用率。認(rèn)知無線電通過感知到的無線環(huán)境結(jié)果，分析信道狀態(tài)，并決定傳輸參數(shù)使認(rèn)知無線電設(shè)備可以根據(jù)環(huán)境改變自身的傳輸方式。OFDMA是認(rèn)知無線電理想空中接口協(xié)議。通過理論分析和算法仿真，本文重點(diǎn)研究了認(rèn)知OFDMA系統(tǒng)的平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)、傳輸體制設(shè)計(jì)以及無線通信系統(tǒng)的上層資源分配和功率控制等問題。
　　 本文首先簡(jiǎn)要介紹了認(rèn)知無線電的

2、技術(shù)背景和發(fā)展現(xiàn)狀，并分析了認(rèn)知OFDRA系統(tǒng)應(yīng)用中可能存在的問題。
　　 第二章構(gòu)建了認(rèn)知OFDMA系統(tǒng)接收機(jī)和發(fā)送機(jī)的結(jié)構(gòu)框架。分析了OFDMA技術(shù)應(yīng)用在認(rèn)知傳輸系統(tǒng)的可行性，并說明了認(rèn)知無線電系統(tǒng)的認(rèn)知周期。描述了認(rèn)知系統(tǒng)發(fā)送機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括頻譜感知、數(shù)據(jù)傳輸和自適應(yīng)控制。同時(shí)分析了認(rèn)知OFDMA系統(tǒng)接收機(jī)的建鏈過程，并給出認(rèn)知用戶定時(shí)同步估計(jì)和頻偏補(bǔ)償算法。
　　 第三章認(rèn)知OFDMA系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)是本文的

3、重點(diǎn)工作。平臺(tái)基于軟件無線電的設(shè)計(jì)思想，為認(rèn)知OFDMA系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)提供測(cè)試和驗(yàn)證環(huán)境。硬件平臺(tái)由嵌入式處理器、可編程FPGA、數(shù)字信號(hào)處理DSP和模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換四個(gè)部分組成。每個(gè)部分都有自己獨(dú)立的系統(tǒng)和開發(fā)環(huán)境，但是在作為認(rèn)知OFDMA系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)各個(gè)部分必須協(xié)調(diào)合作。因此，針對(duì)各個(gè)部分的操作系統(tǒng)開發(fā)、軟件程序設(shè)計(jì)、以及之間接口的設(shè)計(jì)都是平臺(tái)開發(fā)和實(shí)現(xiàn)的難點(diǎn)。
　　 第四章研究了認(rèn)知用戶的接入功率控制問題。認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中主用戶

4、和認(rèn)知用戶共存共享無線頻譜，針對(duì)認(rèn)知用戶和主用戶子載波間的相互干擾，提出了認(rèn)知用戶接入功率的頻譜輪廓生成算法。并針對(duì)主用戶干擾約束模型，提出一種認(rèn)知用戶步進(jìn)式的接入功率控制方法。仿真分析表明其可以在功率受限條件下提高認(rèn)知用戶的信道容量。
　　 第五章研究了認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)中干擾約束下的功率和子信道分配的聯(lián)合優(yōu)化問題。建立了干擾約束下的頻譜利用率最大化為目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化模型，并提出基于遺傳算法的求解方法。通過對(duì)比啟發(fā)式算法的仿真結(jié)果，可以看