極化域頻譜感知理論與技術研究

《極化域頻譜感知理論與技術研究》是依託北京郵電大學，由郭彩麗擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：極化域頻譜感知理論與技術研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：郭彩麗
• 依託單位：北京郵電大學

項目摘要

課題將傳統時-頻-空域頻譜機會的感知進一步擴展，開創性地提出極化域頻譜感知理論與技術，以充分挖掘極化域存在的巨大頻譜資源潛力。課題的研究圍繞如何實現極化域頻譜機會的感知展開。為保證不對授權用戶造成有害干擾，首先研究無線多徑傳播環境中的去極化建模理論和部分極化授權信號的瞬時極化狀態識別與分析方法，實現授權信號發射和接收極化狀態的感知，進而研究基於虛擬極化原理的認知無線電發射信號變極化理論與方法；同時為防止授權用戶對認知無線電用戶的干擾，研究滿足認知無線電用戶通信質量要求的接收信號變極化最佳化方法。課題的研究為緩解當然頻譜資源緊缺現狀，開發頻譜資源開闢了新的途徑。研究成果將創建新的極化域頻譜感知理論，給出實現極化域頻譜機會感知的一系列新方法，力爭在學術界開創一個頻譜感知研究的新分支。

結題摘要

為充分挖掘極化域潛在的頻譜資源，項目圍繞極化域頻譜機會的感知和利用展開。項目開創性地將傳統時-頻-空域頻譜機會的感知擴展到極化域，在去極化效應分析及建模理論、瞬時極化狀態識別與分析方法、授權信號極化狀態的感知方法、認知無線電發射信號和接收信號變極化理論與方法等方面取得豐富研究成果，達到了國際領先水平。具體工作包括：課題首次系統地研究了無線信道的去極化效應及模型，解析構建了極化相關信道模型，推導出了接收極化狀態的統計分布；針對極化狀態受無線信道影響產生隨機變化而限制其在無線通信中套用的現狀，課題提出的低複雜度瞬時極化狀態識別與分析方法有望解決這一難題；課題通過理論推導創新性地發現信號潛在的極化特徵可用於識別授權用戶的出現，在此基礎上提出的新型極化域頻譜感知方法率先將檢測與估值理論擴展到極化域。同時，為了能夠更好地考查和驗證項目所提出一系列理論與算法的實用性和先進性，課題將原計畫搭建授權用戶與認知無線電用戶極化域頻譜資源共享系統的仿真平台工作，調整為搭建基於USRP(Universal Software Radio Peripheral)射頻硬體和GNU radio程式開發軟體套件的演示驗證平台。開發了支持雙極化通道的認知基站和認知終端設備，並將課題所提出的新型極化域頻譜感知理論與算法在演示驗證系統中分別進行了實現。目前已從認知用戶對授權用戶丟包率的影響、系統頻譜利用率提升兩個角度進行了實際平台性能測試，得到了有價值的結論。研究成果為緩解當前無線頻譜資源緊缺現狀，開發頻譜資源提供了新的途徑。