基于SMSE的高效动态频谱接入新方法及其性能研究

Due to low spectrum utilization makes spectrum congestion problem is getting worse. Dynamic spectrum access technology based on cognitive radio can make efficient use of spectrum resources. This topic is based on the model of SMSE, and puts forward a kind of additional space factor makes the original model can be extended to the airspace of the application of general waveform model, and uses the new type of NC - MB - IR UWB waveform as mixed loading waveform of hierarchical dynamic spectrum access underlay bearing waveform, and analysis of channel adaptive waveform under the model. It has wider applicability and stronger generalization ability than classic model; By expansion optimization model of system, further improve the system spectrum efficiency, finally construct a widely applicable, high spectrum efficiency and consider the safety of waveform design model, to meet the future demand for the development of intelligent communication. The objective of the research scope, to expand the traditional model of SMSE waveform mixture Overlay/Underlay layer dynamic spectrum access method based on the practice in the application of the cognitive radio spectrum efficiency, establish and perfect the hierarchical spectrum access method based on extended SMSE model of the new theory and new method is valuable and meaningful.

由于频谱利用率低下使得频谱拥挤问题日趋恶化。基于认知无线电的动态频谱接入技术能够使得频谱资源得到高效利用。本课题基于SMSE模型，提出一种附加空间因子使得原模型可扩展为空域应用的通用波形模型，并采用新型NC-MB-IR UWB波形作为混合分层动态频谱接入Underlay的承载波形，并分析在该模型下波形的信道适应性。较经典模型具有更广的适用性和更强的推广能力；通过对系统模型的扩充优化，进一步提高系统的频谱使用效率，最终构造出一个适用面广、频谱利用率高又可兼顾安全的波形设计模型，以适应未来智能通信的发展需求。本项目的研究对拓展传统SMSE模型的波形适用范围，实现混合Overlay/Underlay分层动态频谱接入方法在基于认知无线电提高频谱效率应用领域实践上的突破，建立和完善基于扩展SMSE模型下的分层频谱接入方法的新理论和新方法是有价值，有意义的。

当前频谱利用率低下使得频谱拥挤问题日趋严重，而基于认知无线电的动态频谱接入技术能够使得频谱资源得到高效利用。首先，本项目以传统SMSE模型为基础，增加空间变量，将原有波形的时频域二维特性扩展为空时频三维模型，构建基于张量的多维SMSE通用波形模型，并分析了多维SMSE模型生成波形的信道适应性，对比不同参数对波形的影响；其次，以新模型为基础搭建通信系统，提出基于交替最小二乘算法（ALS）的半盲接收机解调算法，该算法可以在不使用大量导频序列的同时，实现对用户符号和信道信息的同时估计，提高了频谱利用率；此外，采用新型NC-MB-IR UWB波形作为混合分层动态频谱接入Underlay的承载波形，以及利用SD-SMSE作为混合overlay/underlay分层动态频谱接入的系统框架，并分析在不同下频谱资源的利用效率，使多维SMSE模型对未来无线通信具有更广的适用性和更强的推广能力。综上所述，本项目最终构造出一个适用面广、频谱利用率高又可兼顾安全的波形模型，并且能够在软件无线电平台上进行用户操作，实现了小颗粒重构技术。本项目的研究对于拓展传统SMSE模型的波形适用范围，实现混合Overlay/Underlay 分层动态频谱接入方法在基于认知的软件无线电提高频谱效率应用领域实践上的突破。