本文關(guān)鍵詞：認(rèn)知無線電系統(tǒng)中的頻譜感知技術(shù)研究與實現(xiàn)

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【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展,日益增長的頻譜需求和有限的頻譜資源之間的矛盾日益突出,已成為制約無線通信發(fā)展的主要瓶頸之一。認(rèn)知無線電作為一種智能的無線通信技術(shù),能夠在不影響授權(quán)用戶通信的情況下利用已分配的頻譜,可以使當(dāng)前頻譜效率低下的狀況得到明顯改善。頻譜感知技術(shù)作為認(rèn)知無線電系統(tǒng)的基礎(chǔ)和前提,是研究認(rèn)知無線電技術(shù)首要解決的問題。本文對認(rèn)知無線電中的頻譜感知技術(shù)和其相關(guān)的硬件實現(xiàn)方法進行了相關(guān)研究。首先介紹了認(rèn)知無線電技術(shù)和頻譜感知技術(shù)以及相關(guān)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;接著詳細(xì)介紹了現(xiàn)有的頻譜感知技術(shù),并對這些頻譜感知方法進行了對比分析,總結(jié)了各檢測方法的優(yōu)缺點,根據(jù)項目需要選擇了能量檢測算法來完成后續(xù)研究;然后在Matlab平臺下對能量檢測法進行了不同參數(shù)下的性能分析并針對基于能量檢測法的頻譜感知系統(tǒng)進行了建模仿真;在此基礎(chǔ)上提出基于能量檢測的頻譜感知系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)框圖,重點介紹了數(shù)字基帶信號部分的FPGA實現(xiàn)和驗證過程;最后根據(jù)設(shè)置不同的參數(shù),對整個檢測系統(tǒng)進行了性能仿真和分析,分析結(jié)果與理論推導(dǎo)一致,本系統(tǒng)可以正確檢測頻段的占用情況。本文研究采用Verilog HDL硬件描述語言作為編程語言,利用Xilinx的FPGA開發(fā)平臺ISE13.3工具和Mentor Graphics公司的Modelsim仿真軟件,基于Xilinx公司的virtex-6系列芯片XC6VLX240T-1FFG1156展開。本次研究工作對于認(rèn)知無線電頻譜感知研究進行了有益的探索,對進一步的研究有積極的意義。
【關(guān)鍵詞】：能量檢測 頻譜感知 認(rèn)知無線電 FPGA
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景9-11
• 1.2 課題研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 認(rèn)知無線電研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 頻譜感知技術(shù)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 項目背景及研究內(nèi)容13-14
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排14-15
• 2 認(rèn)知無線電中的頻譜感知技術(shù)15-32
• 2.1 頻譜感知概述15-16
• 2.2 頻譜感知技術(shù)分類16-29
• 2.2.1 主用戶發(fā)射機檢測17-21
• 2.2.2 主用戶接收機檢測21-23
• 2.2.3 協(xié)作頻譜檢測23-29
• 2.3 頻譜感知技術(shù)優(yōu)缺點分析29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 3 基于能量檢測的頻譜感知算法32-43
• 3.1 能量檢測原理32-36
• 3.1.1 時域能量檢測32-34
• 3.1.2 頻域能量檢測34-36
• 3.2 能量檢測模型36-37
• 3.2.1 單門限能量檢測36
• 3.2.2 自適應(yīng)單門限能量檢測36
• 3.2.3 雙門限能量檢測36-37
• 3.3 能量檢測性能分析37-42
• 3.3.1 信噪比對檢測性能的影響38-39
• 3.3.2 采樣點數(shù)對檢測性能的影響39-40
• 3.3.3 判決門限對檢測性能的影響40-41
• 3.3.4 噪聲不確定度對檢測性能的影響41-42
• 3.4 衰落信道下的能量檢測42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 4 頻譜感知系統(tǒng)的FPGA設(shè)計43-58
• 4.1 頻譜感知系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及FPGA設(shè)計方法43-46
• 4.1.1 基于能量檢測頻譜感知系統(tǒng)結(jié)構(gòu)43-44
• 4.1.2 FPGA芯片選型44-45
• 4.1.3 FPGA設(shè)計方法與設(shè)計流程45-46
• 4.2 頻譜感知基帶方案及參數(shù)設(shè)計46-47
• 4.3 信號源的設(shè)計47
• 4.4 基于IP核的FFT模塊設(shè)計47-53
• 4.4.1 FFT硬件實現(xiàn)原理48-50
• 4.4.2 FFT IP核三種結(jié)構(gòu)50
• 4.4.3 FFT模塊的驗證50-53
• 4.5 能量運算模塊設(shè)計53-57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 5 系統(tǒng)性能仿真分析58-70
• 5.1 系統(tǒng)整體框架58-59
• 5.2 系統(tǒng)功能驗證59-62
• 5.2.1 信號源仿真59-61
• 5.2.2 FFT建模仿真61
• 5.2.3 能量計算與判決仿真61-62
• 5.3 能量檢測硬件系統(tǒng)性能分析62-66
• 5.3.1 改變信號源62-64
• 5.3.2 改變信噪比64-65
• 5.3.3 改變判決門限65-66
• 5.3.4 性能分析66
• 5.4 下板實測結(jié)果66-69
• 5.5 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-72
• 致謝72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果77

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本文編號：1038195