宋耀辉 黄仰超 高维廷 胡 航 谷奕龙

(空军工程大学信息与导航学院, 陕西西安 710077)

1 引言

随着各类通信设备的增多,电磁频谱环境日益复杂,传统的频谱分配方案越来越难以满足当前的通信需求,于是基于频谱感知和见缝插针的认知无线电(Cognitive Radio, CR)思想被提出,并被认为是提高频谱利用率,解决频谱拥堵问题的重要方案[1-2]。在CR领域的诸多技术中,变换域通信系统(Transform Domain Communication System, TDCS)是不可忽视的一部分,采用CR思想和扩频通信思想融合,在复杂电磁环境下具有很强的适应力。TDCS最早应用在军事通信中,重在解决小的作战单位深入敌军内部时,面对激烈的电磁对抗,如何实现我军内部隐蔽可靠通信的问题[3- 4]。近年来,TDCS以其多用户通信的优势[5],在民用通信中得到了越来越多的重视,如:认知无线电网络(Cognitive Radio Networks, CRNs),5G无线通信系统,物联网(internet of things, IoT)等[6- 8,13]。

多用户通信是TDCS研究领域的热点问题,由于频谱状态的不确定性,在为各个用户分配不同基函数通信时,难以做到基函数间的严格正交[7],因此多用户干扰成为影响通信质量和阻碍TDCS用户数提高的主要因素。文献[9]基于传统m序列生成基函数,研究了TDCS多址通信时的互相关值及对误码率的影响,为后续研究提供参考;文献[10]在基函数生成时嵌入PSK调制信号,改善了信噪比,从而提升多用户之间的互相关性能;文献[11]使用扩频序列对伪随机相位编码,降低了TDCS多址通信的实现难度,且其多用户性能和传统方案相当;文献[12]针对TDCS提出一种低自相关旁瓣的序列生成算法,相对传统方案,序列自相关性和互相关性都有所改善;在多址通信时,上述方法相对传统方法在性能上都有所提高,但无法胜任大规模TDCS多址通信。……