【摘要】：本學(xué)位論文的研究課題來(lái)源于國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目——認(rèn)知無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究(項(xiàng)目編號(hào):61372104),主要工作是協(xié)作頻譜感知算法的提出以及協(xié)作感知系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。本文根據(jù)協(xié)作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求,首先在傳統(tǒng)算法的基礎(chǔ)上,提出一種基于噪聲不確定性的聯(lián)合能量和頻譜寬度感知算法,然后使用GNU Radio和USRP組建協(xié)作系統(tǒng)開發(fā)平臺(tái),并在此開發(fā)平臺(tái)上對(duì)所提算法進(jìn)行了驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)了頻譜感知和數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ�。全文共分�?章,主要內(nèi)容如下:第1章介紹了課題的研究背景、研究意義和認(rèn)知無(wú)線電的研究現(xiàn)狀,并給出了本學(xué)位論文的主要內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)。第2章首先介紹了軟件無(wú)線電的相關(guān)技術(shù)及研究,接著對(duì)認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)進(jìn)行了分析,然后基于本文研究課題的應(yīng)用場(chǎng)景和設(shè)計(jì)要求給出了協(xié)作頻譜感知系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì),為系統(tǒng)的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。第3章介紹了軟件無(wú)線電開發(fā)平臺(tái)的選擇,然后結(jié)合系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,采用GNU Radio和USRP搭建協(xié)作頻譜感知系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái),并對(duì)GNU Radio和USRP的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和相關(guān)功能進(jìn)行了深入的分析和探討。第4章首先介紹了能量感知的模型,然后對(duì)協(xié)作頻譜感知進(jìn)行了深入的分析。在此基礎(chǔ)上,提出一種基于噪聲不確定性的聯(lián)合能量和頻譜寬度感知算法,并采用MATLAB仿真來(lái)分析對(duì)比該算法與其他感知算法的性能,以此證明本文提出的協(xié)作頻譜感知算法性能更優(yōu)。第5章介紹了一種協(xié)作頻譜感知系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法,在USRP的平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了協(xié)作頻譜感知和數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ�。首先敘述了協(xié)作頻譜感知系統(tǒng)的搭建過(guò)程,包括GNU Radio的安裝、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的測(cè)試。然后在此平臺(tái)上進(jìn)行了本文所提算法的實(shí)現(xiàn),并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析,驗(yàn)證了本文算法的優(yōu)越性。第6章是總結(jié)與展望。
【圖文】：

圖 3.5 USRP N210 前面板表 3.4 USRP N210 前面板介紹編號(hào) 名稱 含義1 RF1 射頻 1，連接天線，可接收可發(fā)送2 RF2 射頻 2，連接天線，只能接收3 REF IN 參考信號(hào)輸入4 PPS IN PPS（Pulse Per Second）信號(hào)輸入5 MIMO EXPANSION MIMO 擴(kuò)展接口6 Gb ETHERNET 千兆以太網(wǎng)接口7 LED指示燈，A 代表正在發(fā)送，B 代表 MIMO連接，C 代表正在接收，D 代表硬件加載，E 代表參考時(shí)鐘，F(xiàn) 代表 CPLD 加載8 POWER 電源輸入，連接電源適配器下面將具體介紹 USRP N210 的硬件結(jié)構(gòu)。 USRP 母板USRPN210 的母板上有 4 個(gè)高速 ADC 和 4 個(gè)高速 DAC，ADC 的采樣速率是

圖 3.6 USRP N210 母板實(shí)物圖面將分模塊詳細(xì)介紹母板各模塊功能：1）模數(shù)/數(shù)模轉(zhuǎn)換器數(shù)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器與 FPGA 相連，是一個(gè)非常重要的部分，負(fù)責(zé)模擬信號(hào)與的轉(zhuǎn)換。其連接圖如圖 3.7 所示。USRP N210 的主 ADC 采用的是凌特公C 芯片——LTC2284，該芯片是一個(gè)雙通道的模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片，工作頻率高秒，量化精度是 14 位。LTC2284 可以在 0~70MHz 的范圍內(nèi)提供平坦的應(yīng)以及在基帶的 85dB 無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR，Spurious-free Dynamic 84 芯片是由凌特公司研發(fā)的產(chǎn)品，具有功耗低、動(dòng)態(tài)范圍高、尺寸小的特發(fā)便攜式通信設(shè)備和軟件無(wú)線電系統(tǒng)。此外，USRP N210 還有兩個(gè)輔助括兩個(gè) AD7922 芯片，，該芯片也是雙通道的，量化精度是 12 位，屬于串其作用是通過(guò)串行外設(shè)接口（SPI，SerialPeripheral Interface）總線與 FPGA于連接子板。輸出A狀態(tài)信號(hào)SPI總線100M時(shí)鐘兩個(gè)輔ADCAD7922
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN92

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本文編號(hào)：2604341