ofdm及认知ofdm系统关键技术研究

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1、及 认 知系 统 关 键 技 术 研 究刘 淑 华西安电子科技大学OFDM及认知OFDM关键技术研究作者姓名刘淑华导师姓名、职称张海林教授一级学科信息与通信工程二级学科通信与信息处理年月申请学位类别工学博士提交学位论文日期2014年9月107010808310011 学校代码学号分类号密级TN91公开西安电子科技大学博士学位论文OFDM及认知OFDM系统关键技术研究作者姓名：刘淑华一级学科：信息与通信工程二级学科：通信与信息系统学位类别：工学博士指导教师姓名、职称：张海林教授提交日期：2014年9月StudyontheKeyTechnologiesofOFDMandCogn

2、itiveOFDMsystemsAdissertationsubmittedto XIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirements forthedegreeofDoctorofPhilosophyByLiushuhua(InformationandCommunicationEngineering)Supervisor:Prof.ZhanghailinSep2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽

3、我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印

4、或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着新的高速无线应用的不断涌现，现有无线业务的不断发展，带宽的需求量在迅速增加，频谱资源匮乏问题日益严重，然而，美国联邦通信委员会（FCC）实测数据表明，频谱资源匮乏的真实原因来源于频谱利用率低下。为了解决频谱资源短缺，提高频谱利用率，认知无线电技术应运而生。在认知无线网络中，认知用户在频谱感知的基础上，机会式地接入授权用户的空闲频带进行通信，在避免对授权用户产生有害干扰的同时，应用动态资源

5、分配技术，大大提高了频谱利用率。作为一种多载波调制技术，正交频分复用（OFDM）因其频谱利用率高、抗多径能力强等特点而被广泛应用于宽带无线通信。OFDM灵活的频谱成形技术使得它不需要连续的频带即可进行数据传输，有助于高效利用授权用户的空闲频谱，这种频谱不连续的OFDM调制技术称之为非连续OFDM（NC-OFDM），成为了认知无线网络物理层技术的首选。然而，自OFDM被提出至今，其固有的峰均比高的问题仍未得到完美的解决，同时，在非认知OFDM系统中，考虑用户公平性的资源分配算法的研究仍显得不足。在频谱资源匮乏的今天，认知OFDM无线网络的提出，具有重要的意义，然而，要实现认知

6、系统和授权系统的真正共存，必须有效控制认知OFDM系统对授权系统的带外干扰，同时，要实现频谱利用率的有效提高，必须研究行之有效的认知OFDM系统的动态资源分配算法。针对非认知OFDM系统及认知OFDM系统存在的问题，本文将从非认知OFDM系统的峰均比、认知OFDM系统的带外抑制，以及非认知OFDM系统及认知OFDM系统的资源分配算法等几方面进行研究，具体的研究工作和创新性成果如下：1.针对OFDM信号高峰均比（PAPR）问题，提出了一种基于门限的分段压扩算法，以较小的误比特率（BER）损失，获得了有效的峰均比抑制。该算法根据OFDM信号幅度的统计分布，将OFDM信号分成了三

7、类：小（幅度）信号、平均（幅度）信号和大（幅度）信号，通过选择合适的门限，对大信号进行压缩以减小峰值，同时放大小信号，起到提升平均功率的作用，从而达到峰均比的降低。在接收端，通过迭代检测算法估计并消除压扩噪声，有效减小了分段压扩造成的带内失真，减小了系统的BER性能损失。另外，NC-OFDM信号频谱的不连续性使得其峰均比的统计特性有别于传统OFDM信号，文中还研究了NC-OFDM信号峰均比的统计分布，为进一步研究NC-OFDM信号峰均比抑制算法提供了帮助。2.针对多用户非认知OFDM系统下行链路的动态资源分配问题，