基于认知无线电的通信抗干扰理论与技术

无线通信的开放传播特性决定了其特别容易受到合作或非合作信号的干扰，研究基于干扰信号认知的信息传输技术对提高无线通信系统的性能具有重要的意义。..　　本项目旨在探索干扰信号的认知技术，解决合作及非合作干扰信号的识别、分类和定位问题。探索干扰信号认知的效果与空、时、频多维抗干扰能力之间的关系，并建立基于实时干扰信号认知的发射信号最佳波形设计与最优化的信号检测机制。研究无线通信的资源管理与干扰信号认知、物理层抗干扰之间的关系，建立无线资源管理抗干扰的理论基础。并且基于对无线通信网抗干扰体系与结构的研究，建立吞吐量最大化的抗干扰网络设计与优化准则。..　　基于认知无线电的无线通信抗干扰理论与技术的研究成果，对于下一代移动通信网、无线数字电视广播等无线通信系统的设计及网络规划具有指导意义。

基于认知无线电的无线通信抗干扰理论的进步，将会揭示干扰信息认知与无线信息传输相互促进机理，为无线通信系统提供更强的抗干扰能力，提升无线通信系统的频谱利用率，相关成果是下一代移动通信网、无线数字电视广播等无线通信系统必须使用的技术。本项目的实施将驱动我国的新一代移动通信研究接近或达到世界先进水平，具有重要的理论及经济价值。. 本项目主要解决三个科学问题：(1)干扰信号认知与期望信号检测之间相互促进的机理。现实干扰环境下的无线信号检测要做到绝对精确是不可能的，对干扰信号的识别、期望信号的检测均存在不同程度的不确定性；项目针对无线通信空、时、频三维信道空间的干扰形态，揭示了干扰信号的认知、识别与期望信号可靠检测之间相互促进的机制。(2)如何抗宽带干扰。宽带干扰的信号带宽与有用信号的带宽一样，已有的抗宽带干扰方法是扩展频谱。但扩展频谱的同时，传输的业务速率也降低了。需要传输业务速率不降低的抗宽带干扰方法。(3)如何抗单音及窄带干扰。单音及窄带干扰的信号带宽比有用信号的带宽小，已有的抗单音及窄带干扰方法是频域限波、对消、码辅助，但由于带外泄露等的限制，抗干扰能力有限。需要有效的抗强单音及强窄带干扰方法。. 本项目主要成果如下：(1)首次提出，分析干扰信号的认知与有用信号的检测之间的关系，揭示干扰信号的认知程度与有用信号的可靠检测相互促进的机制；提出了干扰信号与期望信号双迭代的创新方法，成功实现了强宽带干扰环境下干扰认知与信号检测的现场实验验证。(2)首次提出，在基于实时干扰信号认知及最佳抗干扰效果的约束条件下，完善无线通信发射信号的最佳波形设计及优化的信号检测理论；采用矩辅助思想的创新干扰抑制技术，在单音、多音、部分频带干扰环境下，与常规频域陷波等干扰抑制方法相比，性能提升大于10dB；并在自主研制的干扰测试床上实验验证。(3)提出并分析了无线通信的资源管理与干扰信号认知、物理层抗干扰之间的关系，设计了认知无线网络中的分布式MAC协议和频谱接入策略；采用面向吞吐量的分布式认知协议和分布式自适应机会频谱接入技术，构建了干扰环境下的无线资源管理架构。(4)研制了基于认知无线电的抗干扰硬件可重构平台，项目产生的干扰认知与期望信号检测双迭代、码辅助等创新技术在该平台上完成了现场演示验证；该平台已初步发挥其社会效益，已供国内一些高校和研究所验证使用。