基于230MHz宽带数传系统干扰共存研究

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频谱资源是十分珍贵的通信资源,而研究发现专网230MHz频段的频谱利用效率不高,为了更高效地利用频谱资源,普遍的解决办法是采用基于认知无线电技术的频谱共享方案。基于这种思想,认知用户需要准确检测到在用的授权用户频段,同时认知用户需要避免对正在通信的授权用户造成干扰。认知系统可以采用方便频谱管理的基于频谱池的NC-OFDM技术,即根据频谱感知结果关闭干扰避免频带内的子载波。然而其他子载波在授权频段内仍然具有较大的功率,以至影响授权用户的工作。因此OFDM信号旁瓣干扰抑制算法的研究具有重要意义。本文首先提出了基于感知无线电的共享频谱技术方法和规划构想,该方法保留了230MHz频段内25kHz频点划分,同时将230MHz频段划分成多个资源组进行频谱感知,规避在用频点,实现多系统共存。此外本文还给出了基于频谱共享的共存指标,保证授权用户和认知用户能安全可靠工作。接下来,介绍了基于频谱池技术的NC-OFDM技术和旁瓣干扰产生的原理与解决办法,并深入研究了两种解决干扰旁瓣算法中的主动干扰消除算法(AIC)。对于传统的主动干扰消除算法,本文研究了增加循环前缀和加窗的算法模型,并对性能进行了仿真分析。然后仿真分析了基于功率谱密度的主动干扰消除算法(PSD-AIC)模型和减小对消子载波处较大毛刺功率的优化α-PSD-AIC算法,并与现有的优化算法进行了仿真对比,在不改变对消子载波的功率的情况下,陷波深度提升了约5dB。最后,根据系统共存指标,提出两种方案对前面提出的优化算法进行工程验证。第一种方案是利用S ystemVue软件仿真宽带OFDM信号和230MHz离散单载波窄带信号,实现数字调制、低通滤波成型、上变频和功率放大等调制过程及相应解调过程,并分析两个系统的共存情况;第二种方案是搭建半实物仿真平台,利用收发数传电台、信号源等硬件仪器模拟实际工作环境,经过半实物仿真对比分析可以发现,当开槽宽度为8个子载波(64kHz)时,开槽处功率约为-51.94dBm,小于标准测试(预留带宽为75kHz)里的-46dBm,因此在抗干扰性和频带利用率性能上有了明显提高。
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