基于序列偶的超宽带认知无线电系统研究

本课题基于我们在UWB子载波编码增强频谱凹槽深度初步成果的基础上，与序列偶理论相结合，提出新的基于序列偶的认知无线电超宽带系统模型，重点对子载波编码理论进行研究，以期给出增强频谱凹槽深度的子载波编码数学组合约束条件，设计新的子载波编码算法；将屏蔽序列与子载波关闭结合起来，希望能够设计出新的满足子载波编码的屏蔽序列，为认知无线电超宽带系统提供设计理论和相关技术支持。

认知无线电技术已成为通信界目前的一个研究热点，而频谱抑制和频谱感知是认知无线电技术中一个需要解决的关键问题。本课题根据计划书的任务要求，重点研究了基于序列偶的认知无线电超宽带系统模型；MB-OFMD 超宽带系统的子载波编码方法和增强频谱凹槽深度的子载波编码数学组合约束条件；将屏蔽序列与子载波关闭相结合，研究和设计了满足子载波编码的屏蔽序列。. 课题具体完成的研究工作内容和取得研究成果包括：（1）通过研究MB-OFDM UWB相邻子载波间关系，提出新的子载波编码技术--相邻子载波加权抵消编码方法，该方法能够加大频谱凹槽的深度，同时具有很好的抗噪声性能。（2）通过研究一组子载波间的关系，提出增加MB-OFDM UWB频谱凹槽深度的多项式干扰取消编码以及两种改善方法，所提方法不仅有效地抑制带外的频谱，而且改进了系统误码率。（3）采用子载波预编码的方法，研究了关闭不同的子载波个数时所形成频谱凹槽深度的变化。（4）在子载波关系以及子载波预编码方法研究的基础上，研究了MB-OFMD UWB频谱凹槽深度与编码算法复杂度之间的关系。（5）在分析和研究屏蔽二元互补序列偶特性的基础上，提出了新的屏蔽二元互补序列偶的构造方法，丰富和完善了屏蔽二元互补序列偶的理论。（6）将最大熵谱估计引入了频谱感知中，提出了一种基于最大熵谱估计的频谱感知方法。（7）通过对UWB传输功率约束、在主系统上接收机干扰约束和从UWB网络容量的研究与综合优化，提出了优化功率定位策略及算法，改善了在传输功率和干扰受到约束条件下的中断容量和遍历容量。（8）采用跨层设计思想，提出了一种基于传输预判与慢启动门限的自适应调整的传输层协议。（9）通过研究、构建认知传感器网络模型，提出了一种新的频谱感知机制，该机制通过联合频谱感知的方式来实现频谱的可靠检测及恶意节点的发现与排除。(10)对室内UWB无线系统设备与GSM-900，GSM-1800，TD-SCDMA和WCDMA下行链路的合成干扰进行了研究,得到了系统间共存的约束条件。（11）采用遗传算法，将波形设计问题转化成有约束条件的逼近问题求解，提出了一种新颖的超宽带脉冲波形的设计方案。. 上述的研究工作中，我们既有理论分析又有计算机仿真验证，研究成果为未来的认知无线电超宽带系统设计与应用提供理论和技术支持。