本文關(guān)鍵詞：認(rèn)知無線電—頻譜感知平臺搭建以及感知算法研究

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【摘要】：本論文來源于國家無線電監(jiān)測中心的“863計(jì)劃”國家重點(diǎn)項(xiàng)目“5G無線網(wǎng)絡(luò)認(rèn)知與虛擬化關(guān)鍵技術(shù)研究與驗(yàn)證”。隨著近年來通信業(yè)務(wù)量呈爆炸式增長,頻譜資源的需求量也急劇增長。國內(nèi)外現(xiàn)行的頻譜管理分配方法對于頻譜資源造成了不同程度的浪費(fèi)。因此,在頻譜資源有限的情況下,提高頻譜利用率成為亟待解決的問題。認(rèn)知無線電技術(shù)可以與周圍電磁環(huán)境交互信息,及時發(fā)現(xiàn)授權(quán)用戶所占頻段中的空閑頻段,能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜資源的重復(fù)利用。這也成為如今提高頻譜利用率,解決頻譜資源緊缺問題的重要方法。本文所做工作是國家重點(diǎn)項(xiàng)目前期工作的核心,為無線網(wǎng)絡(luò)認(rèn)知與虛擬化關(guān)鍵技術(shù)研究與驗(yàn)證提供基礎(chǔ)平臺。為此所搭建的“認(rèn)知無線電一頻譜感知”平臺可以演示認(rèn)知無線電的整體過程,并且能夠進(jìn)行頻譜感知算法優(yōu)劣性的檢驗(yàn)。本文首先對于認(rèn)知無線電技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,包括基本特征、關(guān)鍵技術(shù)以及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,得出認(rèn)知無線電技術(shù)是提高頻譜資源利用率的一種切實(shí)可行的方法。然后指出頻譜感知算法的選擇是本平臺系統(tǒng)的重點(diǎn)。通過對于匹配濾波器檢測算法、特征檢測算法以及能量檢測算法的比較,確定將能量檢測算法作為本系統(tǒng)的核心算法。“認(rèn)知無線電—頻譜感知”平臺的搭建是本文的核心工作。在平臺搭建的章節(jié),首先給出了系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)圖,介紹了總體架構(gòu)中包括的軟硬件系統(tǒng),并闡述了系統(tǒng)中所用到的設(shè)備或軟件的基本信息及使用方法。然后介紹了基于C#語言的平臺系統(tǒng)軟件各模塊的設(shè)計(jì),其中的重點(diǎn)是儀器控制模塊、頻譜顯示模塊以及感知算法實(shí)現(xiàn)模塊。在儀器控制模塊中,采用LAN端口作為儀器與上位機(jī)連接端口,將C#語言與VSA89600的API接口連通,實(shí)現(xiàn)平臺系統(tǒng)對于硬件設(shè)備的控制；在頻譜顯示模塊中,采用基于C#GDI+以及雙緩沖技術(shù)以及多線程、后臺程序技術(shù)實(shí)現(xiàn)頻譜圖連續(xù)流暢的顯示,成功解決了動畫顯示的卡頓、閃屏等問題；在感知算法的實(shí)現(xiàn)模塊中,采用“門限法”和“空洞起止點(diǎn)判定法”成功實(shí)現(xiàn)頻譜感知算法,得到“頻譜空洞”數(shù)據(jù),完成“認(rèn)知無線電—頻譜感知”平臺的搭建。
【關(guān)鍵詞】：認(rèn)知無線電 頻譜感知算法 平臺 能量檢測 C#
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN925
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-16
• 1.1 選題背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外頻譜使用及分配現(xiàn)狀12-14
• 1.3 論文研究主要內(nèi)容14-15
• 1.4 論文研究意義及章節(jié)安排15-16
• 1.4.1 論文研究意義15
• 1.4.2 論文章節(jié)安排15-16
• 2 認(rèn)知無線電概述16-21
• 2.1 認(rèn)知無線電的概念16
• 2.2 認(rèn)知無線電的基本特征16-17
• 2.3 認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)17-19
• 2.4 國內(nèi)外認(rèn)知無線電技術(shù)研究情況19
• 2.5 本章小結(jié)19-21
• 3 頻譜感知技術(shù)及算法比較21-31
• 3.1 頻譜感知技術(shù)的基本原理21-23
• 3.2 單用戶感知頻譜感知技術(shù)23-28
• 3.2.1 匹配濾波器檢測23-24
• 3.2.2 特征檢測24-26
• 3.2.3 能量檢測26-27
• 3.2.4 三種頻譜感知算法優(yōu)劣性比較27-28
• 3.3 合作檢測頻譜感知技術(shù)28-29
• 3.4 本文算法選擇29
• 3.5 本章小結(jié)29-31
• 4 “認(rèn)知無線電—頻譜感知”平臺搭建31-55
• 4.1 系統(tǒng)總體架構(gòu)31-32
• 4.2 平臺系統(tǒng)的軟硬件系統(tǒng)組成32-35
• 4.2.1 軟件系統(tǒng)介紹32-34
• 4.2.2 硬件系統(tǒng)介紹34-35
• 4.3 “認(rèn)知無線電—頻譜感知”平臺系統(tǒng)軟件開發(fā)35-53
• 4.3.1 儀器控制模塊36-39
• 4.3.2 數(shù)據(jù)讀取模塊39-40
• 4.3.3 頻譜及瀑布圖顯示模塊40-47
• 4.3.4 頻譜感知算法實(shí)現(xiàn)模塊47-50
• 4.3.5 LTE信號發(fā)射系統(tǒng)搭建模塊50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 5 平臺功能演示55-62
• 5.1 平臺系統(tǒng)主界面55-56
• 5.2 實(shí)時頻譜的參數(shù)設(shè)置與顯示56-58
• 5.3 “頻譜空洞”檢測58
• 5.4 LTE信號設(shè)置與顯示58-60
• 5.5 使用信號源在5.8GHz的演示60-62
• 6 總結(jié)與展望62-63
• 參考文獻(xiàn)63-66
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集66

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本文編號：1108428