【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展和無線終端的普及,無線通信的電磁環(huán)境變得越來越復(fù)雜,對于無線電頻譜的管理也變得越來越困難。小型化頻譜監(jiān)測接收機對于無線電頻譜的監(jiān)測具有重要作用。文中首先明確了接收機需要具備掃頻監(jiān)測和定頻監(jiān)測等功能。根據(jù)功能需求對FPGA中數(shù)字信號處理部分進(jìn)行了模塊劃分,并對各個主要模塊中用到的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析。緊接著,本文研究了經(jīng)典的時域能量檢測算法�？紤]到實際環(huán)境中噪聲具有一定的不確定性,分析了噪聲不確定性對檢測性能的影響,并研究了基于噪聲不確定性的雙門限檢測算法。為了提高檢測性能,本文提出了基于多門限的協(xié)作頻譜感知算法,并通過仿真對本章介紹的各種檢測算法的性能進(jìn)行了比較。此外,還在FPGA上實現(xiàn)了能夠適應(yīng)噪聲不斷變化的環(huán)境的自適應(yīng)時域能量檢測算法。然后,對頻域能量檢測算法進(jìn)行了詳細(xì)的分析和介紹。考慮到實際環(huán)境中噪聲是不斷變化的,提出了一種在噪聲不確定狀況下的恒虛警頻域能量檢測算法,并詳細(xì)介紹了頻域能量檢測算法在FPGA上實現(xiàn)時的部分相關(guān)模塊。最后,本文介紹了一種高精度時標(biāo)的生成算法,用于給定頻狀態(tài)采集到的IQ數(shù)據(jù)打上精確的時標(biāo)信息。該算法結(jié)合了GPS的PPS長期穩(wěn)定度好和恒溫晶振短期穩(wěn)定度好的特點,且便于在FPGA上實現(xiàn)。
【圖文】：

2 系統(tǒng)方案設(shè)計2.1 系統(tǒng)功能需求分析和模塊劃分本文介紹的小型化頻譜監(jiān)測接收機具備基本的掃頻監(jiān)測和定頻監(jiān)測等基本功能。在掃頻監(jiān)測狀態(tài)下，接收機根據(jù)上位機設(shè)置的掃頻范圍、接收機增益、檢測門限等參數(shù)進(jìn)行工作，并將功率譜和檢測到的異常頻點上傳到上位機；在定頻監(jiān)測狀態(tài)，接收機根據(jù)上位機設(shè)置的中心頻率、帶寬、數(shù)據(jù)率、接收機增益、檢測門限等參數(shù)進(jìn)行工作，并將超過指定門限的 IQ 數(shù)據(jù)上傳到上位機。為了便于將多個接收機在定頻監(jiān)測時采集到的 IQ 數(shù)據(jù)匯聚到中心站進(jìn)行 TDOA 定位，需要將 IQ 數(shù)據(jù)打上精確的時標(biāo)。根據(jù)上文的分析可以得出接收機的基本結(jié)構(gòu)和 FPGA 中數(shù)字信號處理模塊的劃分情況，如圖 2-1 所示，圖中的上下兩種信號檢測方法分別是頻域能量檢測和時域能量檢測。

噪聲不確定性時，系統(tǒng)的檢測模型也要相應(yīng)的變化。我們可以測門限，其表達(dá)式為())2(121min minwfaQM ())2(121max maxwfaQM 為在不考慮噪聲不確定性時規(guī)定的恒虛警系統(tǒng)的虛警率，實際噪聲不確定性的影響而與預(yù)先設(shè)定的值不同。從圖 3-8 可以看出測區(qū)間劃分為三個部分。當(dāng)檢驗統(tǒng)計量小于門限min 時，判斷統(tǒng)計量大于門限max 時，判斷為信號存在；當(dāng)檢驗統(tǒng)計量大于max 時，無法做出判斷，因為可能是噪聲功率不確定導(dǎo)致的，，也現(xiàn)導(dǎo)致的。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2650502