本文關鍵詞：基于USRP的認知無線電頻譜高效利用技術的研究和實現(xiàn)

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【摘要】：隨著無線通信技術的快速發(fā)展,有限的無線電頻譜資源也顯得越來越珍貴。當前的靜態(tài)頻譜分配方式使得頻譜資源的利用率較低,已滿足不了無線通信業(yè)務的增長要求。在這種背景下,認知無線電技術應運而生。認知無線電技術可以使得認知用戶對授權用戶的空閑頻譜進行“二次利用”,是一種能有效解決無線頻譜資源匱乏的方法。認知無線電技術的研究內容主要包括了頻譜感知、頻譜分配和頻譜共享等。頻譜感知技術作為其中最重要、最關鍵的技術,是實現(xiàn)一切技術的基礎和前提。本文就是以認知無線電頻譜感知為主要研究內容,結合理論與實踐,實現(xiàn)頻譜資源的高效利用。本文在傳統(tǒng)能量檢測的基礎上,提出了一種新的自適應雙門限分布式協(xié)作能量檢測算法,此算法的創(chuàng)新點在于:可以使認知用戶依據(jù)接收到的主用戶信號的信噪比動態(tài)地設立檢測門限,并且針對集中式的協(xié)作能量檢測算法過度依賴中心節(jié)點的問題,提出了基于一致濾波器的完全分布式的協(xié)作能量檢測方式。最后通過仿真分析了此算法的性能,驗證了該算法的有效性。本文的工作主要是針對實際的無線通信信道,應用MATLAB和USRP(通用軟件無線電外設)組成的軟件無線電系統(tǒng)作為新的建模、仿真和測試平臺。在平臺上進行了QPSK調制信號在真實信道中傳輸?shù)膶嶒?使用自適應雙門限分布式協(xié)作能量檢測算法檢測了其頻譜的占用情況,在此基礎上還做了可用頻譜帶寬估計的分析,并設計了其演示系統(tǒng)的GUI界面。分析和實驗結果表明,此工作能夠很好的完成無線系統(tǒng)通信,實現(xiàn)數(shù)據(jù)收發(fā)和頻譜感知的功能。
【關鍵詞】：認知無線電 頻譜感知 能量檢測 自適應雙門限 分布式協(xié)作 MATLAB USRP 可用頻譜帶寬估計
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3 論文結構13-14
• 第2章 認知無線電技術基礎14-26
• 2.1 軟件無線電平臺發(fā)展背景14
• 2.2 認知無線電基本概念14-16
• 2.3 認知無線電基本術語16-17
• 2.3.1 頻段分類16-17
• 2.3.2 用戶分類17
• 2.3.3 網(wǎng)絡分類17
• 2.4 認知無線電關鍵技術17-25
• 2.4.1 頻譜感知技術18-21
• 2.4.2 頻譜分配技術21-23
• 2.4.3 頻譜共享技術23-25
• 2.5 本章小結25-26
• 第3章 基于MATLAB和USRP的認知無線電平臺構建26-38
• 3.1 USRP及其軟件無線電平臺介紹26-31
• 3.1.1 USRP介紹26-30
• 3.1.2 軟件無線電平臺的構建30-31
• 3.2 實驗平臺的設計思想31-33
• 3.3 實驗平臺的實現(xiàn)33-37
• 3.3.1 實驗平臺的環(huán)境和搭建過程33-34
• 3.3.2 實驗平臺的通信驗證34-37
• 3.4 本章小結37-38
• 第4章 自適應雙門限分布式協(xié)作能量檢測算法38-49
• 4.1 能量檢測基本理論38-41
• 4.1.1 檢測原理39-40
• 4.1.2 能量檢測FFT方法及實現(xiàn)40-41
• 4.2 自適應雙門限分布式協(xié)作能量檢測算法41-46
• 4.2.1 問題描述41-42
• 4.2.2 數(shù)學模型和網(wǎng)絡模型42-45
• 4.2.3 算法的實現(xiàn)45-46
• 4.3 仿真和性能分析46-48
• 4.4 本章小結48-49
• 第5章 基于MATLAB和USRP的頻譜感知實現(xiàn)49-56
• 5.1 頻譜感知的實現(xiàn)49-51
• 5.2 可用頻譜帶寬估計及其GUI演示系統(tǒng)51-54
• 5.2.1 可用頻譜帶寬估計的意義51
• 5.2.2 可用頻譜帶寬估計的實現(xiàn)51-52
• 5.2.3 可用頻譜帶寬估計演示系統(tǒng)GUI界面52-54
• 5.3 平臺性能測試及驗證結果54-55
• 5.4 本章小結55-56
• 總結與展望56-58
• 參考文獻58-62
• 致謝62-63
• 附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄63

【參考文獻】

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本文編號：682665