一種CR-OFDM系統中抑制旁瓣干擾的方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種CR-OFDM系統中抑制旁瓣干擾的方法與裝置，它對消除載波的方法進行了改進，對優化范圍內SU對PU的干擾總和進行分析，將此作為一個受發射功率限制的線性最小二乘問題，通過引入比OFDM系統子載波間隔更小的頻率間隔，可以獲得更大的自由度，從而得到最優的權重因子，用于產生時域抵消信號以達到理想的旁瓣干擾抑制效果，間隔越小抑制旁瓣干擾的效果越顯著。并且發射功率的限制越寬松，抑制效果越好。然而，在寬松的發射功率約束下，BER性能將變差。因此，需要在干擾抑制效果和認知用戶BER性能之間進行權衡。仿真結果表明，通過合理的設置參數，可以在SU用戶自身傳輸差錯率滿足要求的前提下，達到很好的旁瓣干擾抑制效果。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及無線通信領域，具體涉及CR-OFDM系統中的旁瓣干擾的抑制。背景資料隨著無線通信技術的發展，無線頻譜正成為稀缺資源。然而，頻譜政策任務組(SPT)的報告指出，許可用戶的頻譜利用率非常低。認知無線電(CR)是一種充分利用稀缺頻譜資源的有效方法，它通過感知無線環境，尋求可用頻譜資源，進行智能、動態的頻譜選擇，打破了傳統的固定劃分頻譜資源的方式，從而提高了頻譜資源的利用率。在認知無線電網絡中，用戶包括授權用戶(PrimaryUser，簡稱PU)與認知用戶(SecondaryUser，簡稱SU)：前者享有頻譜的優先使用權，后者則動態跟蹤前者的頻譜占用情況，在其未使用的空閑頻譜上通信。稱為SU的認知無線電用戶或次級用戶將檢測頻譜占用情況，找到授權用戶或主用戶暫時空白或未使用頻譜。基于OFDM的CR系統將整個頻譜分成彼此之間存在很小且相等的間隔的許多頻帶。因此，CR-OFDM的次級用戶(SUs)可以利用主用戶(PUs)未使用的頻譜，使得頻譜資源得到更有效的利用。但是，SU大量的帶外旁瓣功率可能對PU帶來潛在的嚴重干擾。因此，次級用戶的旁瓣必須被有效地抑制。一些抑制OFDM符號旁瓣的技術已經被提出來。通過設置保護帶，關閉次級用戶頻帶兩端的某些子載波以保護PU的傳輸是常用方法。然而，這些方法會導致頻譜資源浪費。窗口化所發送的信號在時域相乘和在頻域的成形濾波器信號會顯著增加復雜性。與成形濾波器相乘的信號相當于在時域的卷積，這導致OFDM符號之間的干擾。此外，子載波進行加權(SW)和加性信號(AS)也是有用的方法，以減少旁瓣功率，而SW不能在OFDM系統中應用QAM。因為QAM的解調是信號的振幅，可能受未知的加權系數的影響。此外，消除載波(CC)的方法能夠克服現有方法的缺點。它的關鍵點是插入了一些子載波作為保護頻帶位于已使用的OFDM頻譜兩端。它們不是用來傳輸數據的，而是用來進行復雜加權系數的計算去抵消傳輸數據信號中的旁瓣功率，它將為PUs創造一個干凈和空白的頻譜。然而，消除載波只是在次級用戶頻帶兩端的極少量的載波，它們的頻點與OFDM系統有相同的間隔，無論在數量和精度上都不能使旁瓣足夠小。因此，我們需要提出一種新的方法，以更精確地減少旁瓣功率，從而產生更好的抑制效果。
技術實現思路
本專利技術提供了一種更精確有效地抑制CR-OFDM系統中旁瓣干擾的方法：擴展消除載波(ECC)，以及它在CR-OFDM系統中的實現裝置，在時域進行處理，通過FFT變換等效于頻域使用了比OFDM系統子載波更密集的消除子載波，并且它們可以改變自己的權重因子，使得在計算權值時有更多的自由度，性能可以得到優化。擴展消除載波的原理如圖(1)所示，ECC只是作用于數據載波的兩端，不占用PU的頻帶。具體實施過程如圖(2)，為具有ECC方法的CR-OFDM系統實現的基本流程。該流程包括以下步驟：1.信號源生成二進制數據并通過數字調制，例如QPSK，8PSK，16QAM調制，以產生一個復數據序列D(n)。2.通過S/P轉換，將串行數據轉換成N路并行數據，其中N是傅里葉變換的長度。3.IFFT變換將D(n)變為N個長度的時域信號，然后通過P/S轉換成串行數據d(n)。數據載波d(n)的旁瓣計算如下：K個子載波的數據信號的頻率是由x(0),x(1),...x(k-1)表示。D(k)是調制在載波k上的數據符號。在CR-OFDM系統中，符號的離散時間形式表示為：d(n)=1NΣk∈SD(k)exp(j2πkΔfnfs)=1NΣk∈SD(k)exp(j2πkΔfN),n=0,..N-1---(1)]]>其中N是快速傅立葉反變換的大小，S是一組數據子載波的索引。Δf是系統子載波之間的頻率間隔，fs是數據的采樣頻率。我們要觀察的是在優化范圍內的旁瓣功率。如果我們把M個頻點{f0t,f1t,...,fM-1t本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種CR?OFDM系統中抑制旁瓣的方法，其特征在于，包括：在優化的范圍內，計算原始發送的數據信號d(n)產生的旁瓣干擾，推導出用矩陣形式表達的干擾；在優化的范圍內，計算ECC產生的時域抵消信號c(n)產生的旁瓣干擾，推導出用矩陣形式表達的干擾；結合兩種干擾，得到SU影響PU的干擾總和，并將此作為一個線性最小二乘問題，這個問題受發射功率的限制，求解后得到ECC的加權系數，從而確定時域抵消信號c(n)；最終發送數據的t(n)是原始發送信信號d(n)和消除信號c(n)的總和。

【技術特征摘要】
1.一種CR-OFDM系統中抑制旁瓣的方法，其特征在于，包括：
在優化的范圍內，計算原始發送的數據信號d(n)產生的旁瓣干擾，推導出用矩陣形式
表達的干擾；
在優化的范圍內，計算ECC產生的時域抵消信號c(n)產生的旁瓣干擾，推導出用矩陣形
式表達的干擾；
結合兩種干擾，得到SU影響PU的干擾總和，并將此作為一個線性最小二乘問題，這個問
題受發射功率的限制，求解后得到ECC的加權系數，從而確定時域抵消信號c(n)；
最終發送數據的t(n)是原始發送信信號d(n)和消除信號c(n)的總和。
2.根據權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王亞峰，溫天偉，夏凱茜，
申請(專利權)人：北京郵電大學，
類型：發明
國別省市：北京;11