[發明專利]基于直接序列CDMA/UWB的認知無線電軟件仿真平臺及其設計方法

有效

• 申請號: 201110046962.7
• 申請日: 2011-02-25
• 公開（公告）號: CN102111227A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 洪晟;張鳳元;邸金山;徐亞飛;李瑩;陶文輝;張其善
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H04B17/00
• 分類號: H04B17/00;H04B1/7115;H04B1/7176
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

技術領域：

本發明提供了一種基于直接序列CDMA/UWB的認知無線電軟件仿真平臺，它是一種基于襯底式(Underlay)接入方式的超寬帶認知無線電軟件仿真平臺。通過MATLAB/SIMULINK搭建的認知無線電通信仿真系統，以高斯脈沖為發射脈沖，以沃爾什序列和橋函數序列為擴頻序列的前提下，通過誤碼率的計算可以判斷出，具有零相關區的三值橋函數序列比沃爾什序列具有更好的誤碼率性能。本發明屬于認知無線電技術領域。

背景技術：

最近二十年里，隨著社會發展，人們對無線通信的需求迅速增加，無線網絡快速增長。因許多主要無線頻譜已經分配給特定的應用，頻譜的稀缺變得越來越嚴重。因此，如何在有限的頻譜資源下滿足人們對無線通信日益增長的需求是無線通信領域一個十分重要和艱巨的任務。最近測試表明授權頻譜沒有被充分利用。在此背景下，一類重用頻譜資源的無線電技術被一些研究機構和標準制定組織相繼提出，這其中最典型的是超寬帶無線通信技術(U1traWideband，UWB)和認知無線電技術(Cognitive?Radio，CR)。這兩種技術因其誘人的應用前景而發展迅速。并且由于它們在頻譜重用方式，技術實現層面等諸多不同，將兩種技術相結合的進一步研究新奇關注。

超寬帶技術自上世紀90年代起應用于民用領域之后，在國際上掀起了一股研究熱潮，被認為是下一代無線通信的革命性技術。超寬帶作為一種與傳統技術有很大不同的無線通信技術，具有高速率，低成本，低功耗的特點，使得UWB成為下一代短距離高速率無線通信的最佳候選技術。超寬帶技術目前可分為兩類：基于窄脈沖式的沖擊類UWB和基于調制載波擴頻式的載波類UWB。相應地，目前在國際上占主要地位的UWB設計方案包括直接序列CDMA/UWB方案和多載波OFDM/UWB方案。CDMA/UWB是基于脈沖的UWB方案，而OFDM/UWB是基于多載波的UWB方案，它采用OFDM技術傳輸子帶信息。兩種技術方案各有優缺點。

認知無線電作為一種革命性智能頻譜共享技術，可以顯著地提高頻譜的使用率，近幾年受到了人們的廣泛關注。認知無線電的概念是軟件無線電的進一步拓展作為一種全新的智能無線通信技術，認知無線電涵蓋面更為廣泛，認知無線電的功能也更加強大。

橋函數系是一種由三值“-1”、“0”、“1”元素構成的非正弦正交函數系——橋函數系，憑借它的移位參數來對序列內部零元素數目的可重構的能力和優良的抗同步誤差、抗多徑和多址干擾的能力，得到了越來越多的應用。橋函數序列具有的零元素數目可重構的能力，讓它能根據工作的無線環境來調整碼的長度、碼集的大小和碼型。

認知無線電的動態頻譜接入技術可分為交互式接入(Overlay)和襯底式接入(Underlay)。Overlay動態頻譜接入具體來講就是一個認知節點利用未被使用的一段頻譜接入網絡；這種情況對授權用戶造成的干擾最小。Underlay動態頻譜接入這種方案利用了蜂窩網絡的頻譜擴展技術。一旦獲得了頻譜分配映射圖(Channel?Map，CM)，認知節點便開始傳輸。在這段頻譜上，授權用戶把認知節點的傳輸當成噪聲來處理。因而，這種方案需要復雜的擴頻技術。與Overlay頻譜共享方案相比，這種方案可以利用更寬的帶寬。

本發明通過MATLAB/SIMULINK為基本仿真環境，以Underlay方式為接入技術，以高斯脈沖為發送脈沖，以三值橋函數序列為擴頻序列，搭建起基于超寬帶認知無線電的軟件仿真平臺，通過沃爾什序列和具有不同零相關區長度的橋函數序列作為擴頻序列并對仿真結果進行對比，仿真結果表明，具有零相關區的三值橋函數序列具有比沃爾什序列具有更好的抗多徑和多址干擾的能力，而且零相關區的長度越長，抗多徑和多址干擾的能力也越強。

發明內容：

本發明的目的是，提供一種基于直接序列CDMA/UWB的認知無線電軟件仿真平臺，在此平臺下，從仿真結果可以看到，通過采用不同的擴頻序列，具有零相關區的三值擴頻序列，比沃爾什序列具有更好的抗多徑干擾和抗多址干擾的能力。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明一種基于直接序列CDMA/UWB的認知無線電軟件仿真平臺，是由Source模塊，UWB?Pulse?Generator模塊，BPSK?Modulation模塊，UWB?Channel模塊，RAKE模塊，Equalizer模塊，Judging和Error?Rate?Calculation模塊構成，見圖1所示。