無線電頻譜資源被業(yè)界公認(rèn)為是稀缺的生產(chǎn)要素、寶貴的信息資產(chǎn)和無形的戰(zhàn)略資源。近幾年,能進(jìn)行無線電信號收發(fā)的設(shè)備數(shù)量呈爆發(fā)式增長態(tài)勢,各類機(jī)構(gòu)對無線信號頻域測量和監(jiān)測分析有著極為龐大的需求。采用軟件無線電技術(shù)來實(shí)現(xiàn)無線頻譜檢測、分析和管理,是一種靈活簡便、性價比較高的解決方案,也是未來實(shí)現(xiàn)定制化無線信號頻譜監(jiān)測分析的發(fā)展方向。但是現(xiàn)有方案大多在PC上進(jìn)行FFT運(yùn)算,在采樣率、分析帶寬和處理速度上有一定局限性。本文回顧了近年來頻譜分析和軟件無線電的研究發(fā)展現(xiàn)狀,重點(diǎn)對快速傅里葉變換理論、能量檢測方法、軟件無線電體系架構(gòu)進(jìn)行了闡述,系統(tǒng)分析了不同時期頻譜分析儀的工作原理和設(shè)計方法,探究了器件技術(shù)發(fā)展和設(shè)計方案的關(guān)系,形成了基于快速傅里葉變換的能量檢測方法和中頻數(shù)字化方案的技術(shù)路徑。通過對軟件無線電射頻前端和軟件開發(fā)框架的各模塊、各要素的研究,完成了基于頻譜分析的信號檢測系統(tǒng)軟硬件架構(gòu)設(shè)計方案,構(gòu)建了開發(fā)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)了一個基于RFNoC頻譜分析的信號檢測系統(tǒng),利用USRP板載FPGA進(jìn)行FFT運(yùn)算,以提高系統(tǒng)性能。最后對該系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行了測試驗證。 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

復(fù)雜信號的不同表征方法

利用示波器、頻譜分析儀、矢量分析儀等專業(yè)測量儀器，可以從信號中分別提取出其在時域、頻域、調(diào)制域的信息。如圖 1.1 所示。圖1.1 利用專業(yè)儀器進(jìn)行信號分析的三種方法通常，我們都是習(xí)慣于用時間作為參照系，記錄某時刻發(fā)生的事件。這種做法當(dāng)然也適用于觀察記錄電信號。在時域中，可使用示波器觀察電信號波形，橫軸是時間，縱軸是幅度，可以了解到電信號的幅度瞬時值隨時間的變化情況，這種方法被稱為時域分析法。對穩(wěn)定單一頻率的無線電信號而言，其時域波形十分簡單，就是一個規(guī)律的正弦波。除了時域分析法外，較為常用的方法還有頻域分析法。傅里葉理論明確指出了一個信號在時域和頻域的對應(yīng)關(guān)系。在頻域中，可使用頻譜分析儀觀察信號頻譜，橫軸是頻率，縱軸是信號功率。圖 1.2 表征了一個相對復(fù)雜的信號

距離、檢測帶寬等）有限，協(xié)作式頻譜檢測方法應(yīng)運(yùn)而生，如分布式協(xié)作頻譜檢測、集中式協(xié)作頻譜檢測和中繼式協(xié)作頻譜檢測等。頻譜檢測方法分類如圖 1.3 所示。圖1.3 頻譜檢測方法分類能量檢測法不需要被檢測信號的先驗信息，算法復(fù)雜度低，易于硬件實(shí)現(xiàn)。特征檢測法（循環(huán)平穩(wěn)）能夠把噪聲和信號進(jìn)行有效區(qū)分，但該方法計算復(fù)雜度過高。匹配濾波檢測法能夠在最短時間內(nèi)獲得較好的處理結(jié)果，但這種方法的缺點(diǎn)有：一是在進(jìn)行檢測前需要獲得被檢測信號的先驗信息，如果先驗信息不夠，將導(dǎo)致算法性能大幅降低；二是此方法實(shí)現(xiàn)難度較高。本振泄露檢測法的缺點(diǎn)在于檢測范圍小，檢測時間長，硬件實(shí)現(xiàn)難度高，實(shí)時性不高。干擾溫度檢測法需要獲取被檢測信號的相關(guān)先驗信息，且計算復(fù)雜度較高。基于項目需要，本文僅研究基于單節(jié)點(diǎn)的頻譜檢測技術(shù)，通過對上述頻譜檢測方法的對比

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3313636