【摘要】：認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)為解決頻譜資源的緊張狀況提供了方法,它的核心內(nèi)容是頻譜感知技術(shù),通過感知周圍頻段內(nèi)頻譜使用情況,找出頻域空洞,為需要通信的用戶進(jìn)行合理的頻段分配。實(shí)時(shí)譜分析通常被用來對(duì)各種突發(fā)信號(hào)進(jìn)行偵查、捕獲、分析,本文利用能量檢測(cè)算法,對(duì)0MHz到1250MHz的寬帶范圍進(jìn)行基于頻譜感知的實(shí)時(shí)譜分析的研究與實(shí)現(xiàn)。本文主要分為以下三部分:首先,對(duì)頻譜感知技術(shù)進(jìn)行介紹,分析了不同方法的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合0MHz到1250MHz的寬帶內(nèi),對(duì)信號(hào)進(jìn)行盲檢測(cè)的要求,選擇了基于噪聲估計(jì)能量檢測(cè)的算法進(jìn)行研究與仿真分析。其次,對(duì)參數(shù)估計(jì)中的帶寬估計(jì)、載頻估計(jì)和符號(hào)速率估計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)研究。其中帶寬估計(jì)重點(diǎn)研究了基于Welch變換的算法;載頻估計(jì)研究了頻率居中法、M次方譜法,符號(hào)速率估計(jì)研究了瞬時(shí)幅度譜法、小波分析法和M次方譜法。在這些研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了仿真分析,通過充分比較各種方法的性能與實(shí)現(xiàn)難度,在基于FPGA的硬件實(shí)現(xiàn)中,對(duì)帶寬估計(jì)選擇了直接法,對(duì)載頻估計(jì)和符號(hào)速率估計(jì)選擇了M次方譜法。最后,實(shí)現(xiàn)了采樣率最高可達(dá)5GHz的高速采樣。根據(jù)硬件實(shí)現(xiàn)要求,選擇使用多相濾波器組的方法,在XILINX-VC707評(píng)估板上完成了能量檢測(cè)頻譜感知基帶系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。通過Modelsim仿真,驗(yàn)證了基帶系統(tǒng)每個(gè)模塊功能的正確性。基帶系統(tǒng)將檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)并導(dǎo)入電腦,在電腦上對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)頻譜分析,畫出信號(hào)的實(shí)時(shí)頻譜圖。
[Abstract]:Cognitive radio technology provides a way to solve the shortage of spectrum resources, its core content is spectrum sensing technology, by sensing the use of the spectrum in the surrounding frequency band, to find out the frequency domain hole. Reasonable frequency band allocation for users in need of communication. Real-time spectrum analysis is usually used to detect, capture and analyze all kinds of burst signals. In this paper, the real-time spectrum analysis based on spectrum sensing for the broadband range from 0MHz to 1250MHz is studied and realized by using the energy detection algorithm. This paper is divided into the following three parts: first of all, the spectrum sensing technology is introduced, the advantages and disadvantages of different methods are analyzed, and the requirements of blind signal detection are combined with the broadband 0MHz to 1250MHz. The algorithm based on noise estimation energy detection is selected for research and simulation analysis. Secondly, the bandwidth estimation, carrier frequency estimation and symbol rate estimation in parameter estimation are studied in detail. Among them, bandwidth estimation focuses on Welch transform, carrier frequency estimation, frequency centering, M-power spectrum, symbol rate estimation, instantaneous amplitude spectrum, wavelet analysis and M-power spectrum. On the basis of these studies, simulation analysis is carried out. By fully comparing the performance and implementation difficulty of various methods, in the hardware implementation based on FPGA, the direct method for bandwidth estimation is chosen. M-power spectrum is selected for carrier frequency estimation and symbol rate estimation. Finally, the high-speed sampling with the highest sampling rate up to 5GHz is realized. According to the requirements of hardware implementation, the method of using polyphase filter banks is selected to complete the design of the energy sensing spectrum sensing baseband system on the XILINX-VC707 evaluation board. The function of each module of baseband system is verified by Modelsim simulation. In the baseband system, the detected signals are stored and imported into the computer. The real-time spectrum analysis of the signals is carried out on the computer, and the real-time spectrum map of the signals is drawn.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN925;TN791

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本文編號(hào)：2462235