NC-OFDM系统性能的仿真分析

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1、NC-OFDM系统性能的仿真分析李佳珉，康桂华（河海大学计算机及信息工程学院，江苏常州213022）摘要：研究非连续正交频分复用(NC-OFDM)技术独特的频谱利用方法，对其提高频谱利用率和避免对授权用户造成干扰的特点进行分析。探讨其在认知无线电中的应用。设计NC-OFDM系统的结构，给出系统部分模块的仿真结果，并针对不同的调制方式和不同的多普勒频移对系统的误码性能进行仿真分析。仿真结果表明：在多径衰落信道中，NC-OFDM系统可以有效的克服多径衰落和多普勒频移，具有良好的误码性能，是实现认知无线电的潜在技术之一。关键词：非连续正交频分复用；认知无线电；多径衰落信道；动态频谱感知中国分类号

2、：文献标识码：SimulateandAnalyzetheperformanceofNC-OFDMsystemLiJia-min,KangGui-hua(CollegeofComputer&InformationEngineering,HohaiUniv.,Changzhou213022,China)Abstract:StudytheparticularmeansofusingspectrumofNC-OFDM,andanalyzeitscharacteristicofimprovingtherateofspectrumutilizationandavoidinginterferencewi

3、thincumbentuser.DiscusstheimplementationofNC-OFDMforCognitiveRadios.DesignthesystemstructureofNC-OFDM.Thesimulationresultsofsomemodulesareshowed.TheBERperformanceissimulatedintermsofmodulationmethodsandDopplerfrequencyshift.Theresultsindicatethat,inmultipathfadingchannels,NC-OFDMcanovercomemultipa

4、thfadingandDopplerfrequencyshifteffectively,andhasgoodBERperformance.Itisoneofwaystorealizecognitiveradios.Keywords:NC-OFDM;cognitiveradios;multipathfadingchannel;dynamicspectrumsensing1引言在无线通信领域，一方面，随着新业务和新用户的不断增多，频谱资源变得越来越贫乏；另一方面，频谱资源的使用效率却十分低下。美国联邦通信委员会（FCC）最近的一项调查显示[1]，已分配的频谱资源中只有少数在所有时间内都被使用。

5、认知无线电技术能让非授权用户在适当的时间和地点上自动地接入到上述空闲频谱中，将会大大地提高频谱资源的利用效率。它通过感知无线通信环境，自适应地改变系统工作参数，动态地检测和有效地利用空闲频谱，大大降低了频谱贫乏对无线技术发展的束缚。OFDM(正交频分复用)技术依靠其设计上的灵活性和计算上的有效性可能成为实现认知无线电的一种自然选择。它可以灵活地控制和分配时间、功率等资源。但是传统的OFDM系统，数据的传输建立在一段连续的频谱上，所有的子载波都要进行数据传送，当系统工作环境中存在授权用户时，这种传送方式将会对授权用户造成干扰。非连续正交频分复用技术(NC-OFDM，Non-contiguou

6、sorthogonalfrequencydivisionmultiplexing)[2]只利用授权用户未使用的频谱进行数据传送，大大降低了这种干扰。NC-OFDM系统利用频谱感知和信道估计技术，能及时发现通信环境中的空闲频谱和授权用户正在使用的频谱。数据传输建立在与空闲频谱相对应的子载波上，而在授权用户正在使用的频谱区域内，相应的子载波不进行数据传送，避免了对授权用户造成干扰。NC-OFDM通过把一些非连续的频谱进行集中使用，在不对授权用户造成干扰的前提下可以达到较高的数据传送速率，因此NC-OFDM将成为实现认知无线电可行的技术手段[3]。本文研究了NC-OFDM系统的技术特点，设计了其

7、系统结构，并对系统的部分功能模块和系统在AWGN信道和瑞利衰落多径信道下的性能进行了仿真分析。2NC-OFDM系统2.1NC-OFDM系统的发送端参考文献[4]，设计了NC-OFDM发送端和接收端的原理框图，发送端的框图如图1(a)所示。假设高速数据流x(n)经过QPSK调制，然后进行串并变换，变换成(N－m－p)路较低速率的数据流，其中N是反傅立叶变换的点数，m是关闭(未进行数据传送)子载波的个数，p是导频的个数。通过