【正文】 ve Radio）。 人們開始考慮允許 未 授權(quán)用戶 在對 授權(quán) 用戶不產(chǎn)生任何干擾的情況下來使用 已 分配的許可頻段。有限的可利用頻譜及頻譜利用率的低下等問 題使得一種全新的、優(yōu)化使用頻譜的無線通信 模式變得十分必要。 然而，縱然擁有頻譜使用批準(zhǔn)的 授權(quán) 用戶很少使用 分 配給他們的頻段，法規(guī)也限制了那些潛在的、但不具備使用許可的用戶的準(zhǔn)入。FCC 20xx 年底的 NPRM[8]指出目前分配出的頻段利用率是從 15%85%不等，某些頻帶如移動(dòng)手機(jī)網(wǎng)絡(luò)的頻帶是超負(fù)荷的，但是諸如業(yè)余無線電等相當(dāng)多頻段并沒有得到充分使用。 當(dāng)今的無線網(wǎng)絡(luò)采 用的是固定頻譜分配政策，即無線頻譜資源的規(guī)劃和使用是由政府部門制定的，收發(fā)機(jī)對它的使用需要得到政府的許可。 在 Mitola 的認(rèn)知無線電中，在作出改變運(yùn)行參數(shù)的決定的時(shí)候，無線節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)觀察到的每一個(gè)可能的參數(shù)都被考慮到，所以 Mitola 的認(rèn)知無線電通常被稱為“全認(rèn)知無線電”。隨后， Mitola 的博士論文 [5]這樣描述認(rèn)知無線電：無線數(shù)字設(shè)備和相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)在無線電資源和通信方面具有充分的計(jì)算智能來探測用戶通信需求，并根據(jù)這些需西安交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 求來提供最適合的無線電資源和無線業(yè)務(wù)。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 “認(rèn)知無線電”這個(gè)詞最早由 Joseph Mitola 在 1999 年提出 [46]。為 了達(dá)到高速率的數(shù)據(jù)傳輸，需要在 OFDM 系統(tǒng)中使用正交幅度調(diào)制（如16QAM， 64QAM 等）等調(diào)制方式，為了保證系統(tǒng)的性能不受信道多徑和衰落效應(yīng)的影響，就需要采用信道估計(jì)的方法跟蹤信道響應(yīng)的變化。 為了對認(rèn)知無線電的理論方法和禮儀協(xié)議進(jìn)行深入的研究和實(shí)驗(yàn)評 估， 項(xiàng)目組 設(shè)計(jì)了認(rèn)知無線電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 為了解決當(dāng)前這種低效率的頻譜管理方式與不斷增長的頻譜資源需求之間的矛盾，瑞典的 Joseph Mitola 博士于1999 年在 軟件無線電的基礎(chǔ)上 ， 提出了認(rèn)知無線電 （ Cognitive Radio, CR） 的概念 。這種頻譜利用不均的情況引導(dǎo) 通信業(yè)界研究人員去思考“頻譜空穴”（ Spectrum Holes） [3]這樣一個(gè)嶄新概念，即“一個(gè) 頻譜空穴是分配給 授權(quán)用戶的頻帶，但是，在某一指定時(shí)間和空間，在授權(quán) 用戶不占用這一頻帶的情況下，此頻帶可以被其他用戶使用。該報(bào)告明確指出：“在許多頻帶，頻譜的準(zhǔn)入是一個(gè)比頻譜資源本身稀缺更加重要的問題，很大程度上由于法規(guī)限制了這些頻譜上的潛在用戶獲得準(zhǔn)入。近年來，通信界普遍認(rèn)識到，靜態(tài) 頻帶分配是造成當(dāng)前頻譜資源日趨缺乏的一個(gè)主要原因。 DSP TYPE OF THESIS: Applied Research ? Funded by“ The research was supported by the Hitech Rearch and Development Program of China (“863”Plan)()“ ,“ The Nature Science Fundation of Shaanxi Province()” , “ The Science and Technology Plan Foundation of Shaanxi Province()” . 西安交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 IV 目 錄 V 目 錄 1 緒論 ...................................................................................................................................... 1 選題意義及應(yīng)用背景 ................................................................................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 ................................................................................................... 1 本文研究的主要工作和結(jié)構(gòu)安排 ............................................................................... 3 2 認(rèn)知無線電系統(tǒng)概述 .......................................................................................................... 5 認(rèn)知無線電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo) ....................................................................................... 5 認(rèn)知無線電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) ............................................................................... 5 認(rèn)知無線電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ................................................................ 5 認(rèn)知無線電終端 .................................................................................................... 6 認(rèn)知無線電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)參數(shù) .................................................................................... 7 本章小結(jié) ....................................................................................................................... 8 3 認(rèn)知無線電實(shí)驗(yàn)終端中頻和基帶模塊的軟件設(shè)計(jì) .......................................................... 9 中頻器件的配置 ........................................................................................................... 9 發(fā)送模塊中頻器件的配置 .................................................................................... 9 接收模塊中頻器件的配置 .................................................................................. 14 基帶和中頻各模塊間的接口設(shè)計(jì) ............................................................................. 19 GC1012B 與同步模塊的接口 .............................................................................. 19 同步模塊與 DSP 的接口 ..................................................................................... 20 譯碼模塊與 DSP 的接口 ..................................................................................... 21 DSP 的初始化設(shè)置 ...................................................................................................... 22 外部存儲器接口 .................................................................................................. 23 擴(kuò)展的直接存儲器訪問 ...................................................................................... 23 中斷 ...................................................................................................................... 24 通用輸入 /輸出外設(shè) ............................................................................................. 25 關(guān)于提高 有效數(shù)據(jù)率的討論 ..................................................................................... 26 本章小結(jié) ..................................................................................................................... 28 4 OFDM 信道估計(jì)技術(shù) ......................................................................................................... 29 無線信道特性 ............................................................................................................. 29 大尺度衰落 .......................................................................................................... 29 小尺度衰落 .......................................................................................................... 30 OFDM 信道估計(jì) .......................................................................................................... 33 西安交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 VI 發(fā)送端導(dǎo)頻的選擇與插入 .................................................................................. 33 接收端導(dǎo)頻位置信道信息獲取 .......................................................................... 34 數(shù)據(jù)子載波位置信道信息獲取 .......................................................................... 36 本章小結(jié) ..................................................................................................................... 38 5 OFDM 信道估計(jì)在認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn) ................................................................. 39 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)整體對接結(jié)構(gòu) ............................................................................................. 39 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和參數(shù)的確定 ..................................................................................... 40 OFDM 信道估計(jì)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) .................................................................................. 42 在時(shí)域糾小數(shù)倍頻偏 ..................................................................