【摘要】：針對傳統(tǒng)跳頻通信面臨的挑戰(zhàn),以實時頻譜感知為基礎、動態(tài)頻譜分配為過程和合理無線頻譜管理為結果的認知無線電思想被創(chuàng)造性地與傳統(tǒng)跳頻有機結合在一起,發(fā)展成為全新的技術領域——認知跳頻(Cognitive Frequency Hopping),該技術被認為是消除傳統(tǒng)跳頻系統(tǒng)用頻困擾的有效途徑之一。本文主要設計和實現(xiàn)了用于認知跳頻系統(tǒng)的一體化平臺,并且基于該平臺對靈巧化頻譜顯示技術和常規(guī)譜估計寬帶頻譜感知算法進行了驗證。首先,論文分析了跳頻通信系統(tǒng)的研究背景、意義和應用現(xiàn)狀,闡述了傳統(tǒng)跳頻通信系統(tǒng)遇到的頻譜資源日益擁擠和用頻設備劇增迫切需要實現(xiàn)頻譜的高效利用、現(xiàn)有固定跳頻體制無法適應高動態(tài)復雜突變電磁環(huán)境、惡劣頻譜環(huán)境下多種類型的強干擾對傳統(tǒng)跳頻威脅日趨嚴重的困境,并由此引出認知跳頻系統(tǒng)的概念;然后,論文給出了認知無線電技術和跳頻通信系統(tǒng)的理論基礎,并初步分析了認知跳頻通信系統(tǒng)的優(yōu)勢;其次,論文結合認知跳頻通信系統(tǒng)的頻譜感知和定頻/跳頻通信兩大基本功能,設計和實現(xiàn)了包含通信信道部分、感知信道部分、通信中頻信號處理部分、頻譜感知部分以及終端顯示部分的一體化平臺;再者,論文利用帶通信號采樣定理、正交下變頻以及周期圖功率譜估計等理論,完成了中頻帶寬和頻率分辨率參數(shù)配置可選的靈巧化頻譜顯示功能,并給出了詳細的數(shù)字信號處理流程和實測頻譜顯示效果圖;最后,論文以一體化平臺和靈巧化頻譜顯示為基礎,研究了用于認知跳頻的寬帶頻譜感知技術,論文選定基于常規(guī)譜估計的頻譜感知算法用于跳頻帶寬內(nèi)多干擾信號的感知,經(jīng)過理論分析、仿真對比以及性能實測可知,該頻譜感知算法可滿足對認知跳頻系統(tǒng)干擾態(tài)勢進行準確分析的需求。
[Abstract]:Aiming at the challenge of traditional frequency-hopping communication, the cognitive radio thought, which is based on real-time spectrum sensing, dynamic spectrum allocation process and rational radio spectrum management, is creatively combined with traditional frequency hopping. Cognitive Frequency hopping (Cognitive Frequency Hopping), which has become a new technology, is considered to be one of the effective ways to eliminate the problem of frequency hopping in traditional frequency hopping systems. In this paper, an integrated platform for cognitive frequency hopping system is designed and implemented. Based on the platform, the smart spectrum display technology and the conventional spectrum estimation wideband spectrum sensing algorithm are verified. Firstly, this paper analyzes the research background, significance and application status of FH communication system, and expounds the urgent need to realize the efficient utilization of FH communication system, such as the increasingly crowded spectrum resources encountered by the traditional FH communication system and the sharp increase of frequency equipment. The existing fixed frequency hopping system can not adapt to the high dynamic and complex abrupt electromagnetic environment. Under the bad frequency spectrum environment, many kinds of strong interference are becoming more and more serious to the traditional frequency hopping threat, and the concept of cognitive frequency hopping system is introduced. Then, the paper gives the theoretical basis of cognitive radio technology and frequency hopping communication system, and analyzes the advantages of cognitive frequency hopping communication system. Secondly, combining the two basic functions of spectrum sensing and fixed frequency / frequency hopping communication in cognitive frequency hopping communication system, the paper designs and implements the communication channel part, the perceptual channel part, the if signal processing part. An integrated platform for spectrum sensing and terminal display; Furthermore, by using the theory of sampling theorem of bandpass signal, quadrature downconversion and power spectrum estimation of period diagram, the paper completes the flexible spectrum display function with the optional configuration of intermediate frequency bandwidth and frequency resolution parameters. The flow chart of digital signal processing and the effect chart of spectrum display are given. Finally, on the basis of integrated platform and dexterous spectrum display, broadband spectrum sensing technology for cognitive frequency hopping is studied. A spectrum sensing algorithm based on conventional spectrum estimation is selected to detect multi-interference signals in frequency-hopping bandwidth. Through theoretical analysis, simulation comparison and performance measurement, it can be seen that the spectrum sensing algorithm can meet the need of accurate analysis of interference situation in cognitive frequency-hopping systems.
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TN914.41

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本文編號：2397659