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认知超宽带无线通信系统的结构模型 (4)

发布时间:2019-05-20 18:16 来源:未知 编辑:admin

  在传统的UWB系统设计中,由于UWB信号的功率谱密度必须严格限定在辐射掩模之内,而信号功率谱的形状和覆盖范围又取决于信号波形的形状。因此,UWB信号的设计和产生显得尤为重要。目前,UWB自适应信号的产生方法主要有两大类:基于软频谱脉自适应(SSA)[3,8]的脉冲无线电自适应信号产生和基于正交频分复用(OFDM)[9]的自适应信号产生。前者主要是根据频率掩模的约束条件在时域中来反求脉冲的波形,涉及到既带限又时限的脉冲信号设计,这种方法产生的频谱灵活的超宽带波形具有一定的自适应性,但在物理实现上由于需要超高速的A/D转换器而难度较大;后者研究信号两两正交的方案,能够给出更多的设计自由度和频谱成形性能,但是除了在实现上较复杂外,还易形成较高的峰值功率而产生干扰,并丢失了UWB-IR的一些本质特性。因此,在CUWB系统自适应脉冲波形设计研究中,文章借用基于SSA和OFDM方法中的一些思想,并与频谱环境和其他的一些可得到的信息最佳地结合在一起设计频谱灵活的脉冲信号波形以满足CUWB系统自适应频谱环境的需求。具体来说就是,我们采用频域与时域相结合的设计方法,即先借用OFDM的思想,把CUWB频段也分成若干个子段,根据频谱感知的结果可以动态地生成各子带上的辐射掩模,然后从频域出发根据相应频率掩模的约束条件,在时域中反求出相应脉冲基的波形,并可根据目标频谱的特定要求,在时域再进行基波形的叠加,以满足更复杂的特定频谱掩模的要求。目前,主要是利用扁长椭球波函数(PSWF)的良好特性,产生相应子带上的PSWF基脉冲,并根据需要进行线性叠加来设计这种频谱灵活的CUWB自适应脉冲波形。该方法产生的CUWB脉冲波形具有较强的自适应性,且可用软件的方式修改相应的算法参数,以便动态地改变脉冲波形的脉宽、带宽、中心频率和包络等信号参量。

  CUWB无线通信系统是一种具有自适应频谱接入能力和灵活波形的新型智能超宽带系统。文章结合频谱感知和位置感知给出了CUWB系统简化的认知循环处理模型,并在此基础上利用分层与跨层设计相结合的方法提出了CUWB系统结构,重点探讨了CUWB频谱感知、CUWB动态自适应辐射掩模生成、动态频谱分配及CUWB自适应脉冲波形生成问题。总之,将CR技术和UWB相结合,不仅能够更好地解决UWB系统与其他系统间的频谱共享和系统共存问题,也为设计一种全新体系结构的高性能UWB系统提供了一种崭新的思路,而且进一步为最终实现完全智能化的CR技术奠定了基础,也为构建下一代自适应频谱接入系统提供了一种全新的选择。

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