动态非连续频谱接入系统的同步技术研究

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1、分类号学号M200971707学校代号10487密级硕士学位论文动态非连续频谱接入系统的同步技术研究学位申请人:丁杰学科专业:通信与信息系统指导教师:屈代明副教授答辩日期:2012年1月8日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheResearchontheSynchronizationTechnologyinNon-ContiguousSpectrumAccessSystemCandida

2、te:JieDINGMajor:CommunicationandInformationSystemSupervisor:AssociateProfessorDaimingQUHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJanuary,2012独创性声明本人声明所呈交的学位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。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献

3、的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密£，在年解密后适用本授权书。不保密R。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日

4、日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要为了提高频谱资源利用率和满足数据传输速率日益增长的需求，认知无线电（CR）系统已经得到了学术界和工业界的广泛关注。对于宽带认知无线电系统，正交频分复用（OFDM）技术在非连续频段的高传输容量特性使其成为一种非常具有潜力的物理层技术。但是，在基于非连续频谱正交频分复用（NC-OFDM）的CR系统中，认知用户之间频谱同步的建立是一个急需解决的难题，即认知用户接收方在接收数据前需要确定哪些子载波被认知用户发送方所利用。为了解决CR系统中非连续频谱的同步问题，本文提出了两种创新性的NC-OFD

5、M符号的频谱同步和检测策略。与传统频谱同步方法利用带外频谱同步信息不同，我们提出的策略是一种带内同步方案。在实际的通信系统中，由于带外的控制信道通常不易获得，因此研究基于带内的频谱同步策略更具实际意义。我们提出的两种策略分别称为基于硬判决的频谱同步和符号检测策略和基于软判决的频谱同步和符号检测策略。硬判决策略的关键思想就是利用接收到的训练符号来得到每个子载波携带有用信息的后验概率。随后认知用户接收方会根据得到的后验概率的大小来判定子载波是否有用。基于软判决的检测策略与硬判决策略的核心思想相同。但不同的是，在软判决方法中，所有

6、后验概率都被看作对应子载波被利用的先验概率带入到解码器的比特似然比中用于数据检测。我们在文中给出了硬判决频谱同步性能的理论分析和仿真验证，性能仿真结果说明由于干扰的影响，硬判决的性能很大程度上取决于子载波相距子带边界的距离，且在较强的干扰环境下，会因为误判的子载波引入干扰信号从而影响到频谱同步和检测性能，随后的系统仿真也验证了上述结论。但是，相比硬判决策略，我们提出的基于软判决的频谱同步和符号检测性能几乎不受干扰大小的影响，即使存在非常大的干扰，软判决策略的性能依然能够与理想频谱同步下的检测性能十分接近。在本文最后一章，我们

7、对基于NC-OFDM的CR系统中的载波频率同步进行了研究。在实际情况中，由于多普勒平移以及振荡器的不稳定性，用于信号解调的本地振I华中科技大学硕士学位论文荡器频率并不能完全与接收到的载波频率相同，因此系统中就会产生载波频率偏移。因为OFDM子信道带宽较小，对载波频率偏移的敏感程度非常高，所以需要非常精确的载波频率同步。由此可见，载波频率同步对于基于NC-OFDM的CR系统也是十分重要的亟需解决的问题。文章中，我们提出了一种联合相关性和最大似然估计的频偏估计算法来实现频率同步。仿真结果表明我们提出的算法在高斯白噪声信道下可以较

8、好地估计出频偏。关键词:非连续频谱正交频分复用，认知无线电，检测，频谱同步，频率同步II华中科技大学硕士学位论文AbstractCognitiveradio(CR)hasdrawnsignificantattentionfromacademicandindustrialcommunitie