[发明专利]一种OFDM 认知无线电系统及非正交主动旁瓣抑制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种OFDM系统及主动旁瓣抑制方法，尤其涉及一种OFDM认知无线电(OFDM-CR)系统及非正交主动旁瓣抑制方法，属于宽带无线通信领域。

背景技术

正交频分复用（OFDM）调制方法一个重要的问题是它会造成较大的旁瓣，从而干扰到附近频段的主用户。目前大量的研究针对如何减小OFDM-CR的旁瓣对主用户造成干扰的问题。 

其中在2004年报道的Yamaguchi报道主动干扰消除(AIC)方法(H Yamaguchi, Active interference cancellation technique for MB-OFDM cognitive radio[A]. Proc. 34th European Microwave Conf[C].Amsterdam, The Netherlands, Feb 2004. 1105–1108.)频谱效率高，抑制效果明显。AIC方法中，感知用户除了关断处于主用户及其附近频段的子载波之外，关键是在该区域插入主动干扰抵消子载波(CC)用于抑制OFDM系统的旁瓣，如图2所示，其优点是使用相对较少的保护带宽得到较大的旁瓣抑制深度，存在的问题是对OFDM符号的循环前缀（CP）长度敏感，且其抑制深度还需进一步提高。D Qu 和T Jiang等人在2010年报道了( D Qu, Z Wang, T Jiang. Extended active interference cancellation for sidelobe suppression in cognitive radio OFDM systems with cyclic prefix[J]. IEEE Transactions on Vehicular Technology, 2010, 59(4):1689–1695.)一种称为适用于CP-OFDM系统的扩展的主动干扰消除方法（EAIC-CP）。通过插入更密集的加权子载波作为干扰抵消信号，如图3所示，EAIC-CP的确增加了抑制深度，但带来一些新的问题：（1）使用更多的加权子载波，增加了计算量; （2）所设计的CC对认知用户造成的载波间干扰（ICI）是否可以降低? (3)其抑制深度是否能进一步提高? （4）如何使得干扰抑制性能稳定，不对CP长度敏感。

因此有必要设计一种具有更高的旁瓣抑制性能，而造成ICI又较小，且计算量小，性能稳定的干扰抑制器。

发明内容

本发明的目的是提供一种OFDM认知无线电(OFDM-CR)系统及非正交主动旁瓣抑制方法，本发明的方法使得旁瓣抑制深度比传统AIC方法增加约50dB，且性能随着CP增加还会进一步提高, 对加窗及窗参数不敏感. 和EAIC-CP相比，使用了更少的干扰抵消子载波(CC)，降低了计算量；可避免EAIC-CP性能在CP长度较小时性能变差的问题；大大提高了抑制深度的同时，还降低了对感知用户的ICI。

一种OFDM认知无线电系统，包括：映射电路、OFDM调制器、并串变换电路、插入循环前缀电路、加窗电路、干扰抵消信号发生器和减法器，其特征在于：认知用户待发送的外部数据分别输入到映射电路和干扰抵消信号发生器，映射电路输出端依次与OFDM调制器、并串变换电路、插入循环前缀电路及加窗电路相连，加窗电路输出端与干扰抵消信号发生器输出端连接到减法器，减法器的输出送到外部信道耦合器或上变频电路。

所述的干扰抵消信号发生器的干扰抵消子载波均设置在非正交频率位置。

所述的映射电路、OFDM调制器、并串变换电路、插入循环前缀电路、加窗电路、减法器均为现有的，从市场购买得到。

一种OFDM 认知无线电系统的非正交主动旁瓣抑制方法，其特征在于按以下步骤进行： 认知用户待发送的数据经过映射电路映射为复矢量，并关闭认知用户处于主用户频段及保护频段的部分子载波；映射器的输出分别送给OFDM调制器和干扰抵消信号发生器，OFDM调制器的输出经过串并变换电路、插入循环前缀电路、加窗电路后，与干扰抵消信号发生器产生的干扰抵消信号一并送入到减法器相减，从而抑制OFDM调制信号的旁瓣干扰。

使用主动干扰抵消信号，抑制OFDM系统的旁瓣干扰。其中干扰抵消信号发生器与现有的设计的主要不同在于：除保护频段外，干扰抵消子载波(CC)均设置在非正交频率位置，使得在CC数量及计算量较小的前提下，旁瓣干扰抑制性能优于已有方法。且使用加窗法抑制CC的旁瓣对认知用户数据子载波造成的干扰，使其几乎可忽略。

本发明的有益效果是：