230mhz频谱共享关键技术研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文230MHz频谱共享关键技术研究论文作者：孙月明学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：通信与信息系统指导教师：李景春职称：教授级高工DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofCommunicationandInformationSystemResearchofKeyTechniquesforSpectrumSharingBasedon230MHzbySunYuemingSupervisor:Prof.LiJingchunMay20

2、17摘要基于认知无线电的频谱共享方案，是提高230MHz窄带专网频段频谱资源利用率，实现专网宽带化的有效解决办法。认知用户依靠频谱检测发现并伺机占用授权用户没有使用的空闲频谱。而基于OFDM的频谱池技术，即NC-OFDM（Non-ContinuousOFDM）技术，由于自身特点可以通过打开或关闭子载波来灵活控制频谱资源，所以非常适合用作认知系统的数据传输方式。但由于OFDM带外辐射严重，在链路传输过程中会对附近频段的授权用户造成干扰。因此OFDM系统带外干扰抑制算法的研究具有重要意义。首先，本文研究了230MHz频段基于认知无线电的频谱共享方案，在此基础上讨论了宽带OFDM系统与

3、窄带专网系统共存的干扰问题。经过分析计算给出了系统共存的建议指标，然后通过干扰测试对其合理性进行了验证。其次，针对基于认知OFDM系统的主动干扰消除技术展开了研究。在介绍NC-OFDM技术和OFDM带外干扰产生原理的基础上，对基本的主动干扰消除（ActiveInterferenceCancellation,AIC）算法模型进行了推导，并仿真分析了算法性能。考虑到传统算法计算量大的问题，引入了基于功率谱密度的主动干扰消除（PowerSpectralDensityBasedActiveInterferenceCancellation,PSD-AIC）方法，通过将一部分在线计算转至离线

4、进行，减小了计算开销，且仿真结果展现了与传统AIC算法等效的干扰抑制性能。最后，优化算法并进行半实物仿真验证。提出了动态选择干扰对消子载波位置的动态PSD-AIC算法，根据遍历搜索结果，作出最佳选择。仿真结果表明，相同参数设置的条件下，优化算法可以取得更为明显的干扰抑制效果。通过使用信号发生器、收发数传电台等设备搭建半实物仿真平台，模拟230MHz实际工作环境，对优化算法进行工程验证。将优化算法的半实物仿真结果与干扰测试进行比较，发现优化算法使系统抗干扰性能得到了改善。关键词：230MHz频段；认知无线电；OFDM；频谱共享；主动干扰消除；半实物仿真ABSTRACTThecogn

5、itiveradio(CR)basedspectrumsharingschemeisaneffectivemethodtoimprovetheutilizationratioofthenarrowbandprivatenetworkon230MHzfrequencybandandrealizethebroadbanddemand.CRusersaccesstheidlespectrumbyspectrumsensing.TheOFDM-basedspectrumpoolingtechnology,alsocalledNC-OFDMtechnology,doeswellinflex

6、iblycontrollingthespectrumresourcesbythewayofopeningorclosingthesubcarriers,whichissuitablefordatatransmissioninCRsystem.However,duetotheseriousoutofbandradiation(OBR)ofOFDM,itwillcauseinterferencetotheauthorizedusernearbyduringtheinformationtransmission.Therefore,itissignificanttoresearchthe

7、interferencesuppressionalgorithm.Firstly,thespectrumsharingschemebasedonCRof230MHzfrequencybandisstudied.Onthebasisoftheaboveanalysis,theinterferenceofbroadbandOFDMsystemandnarrowbandprivatenetworksystemisdiscussed.Aftertheanalysisandcalculat