基于USPR硬件平臺(tái)的無線電頻譜感知實(shí)現(xiàn).pdf

1、認(rèn)知無線電（Cognitive Radio，CR）能夠較好地解決無線頻譜資源匱乏和頻譜利用率低下的矛盾，成為下一代無線網(wǎng)絡(luò)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。在無線電網(wǎng)絡(luò)頻譜認(rèn)知領(lǐng)域，頻譜認(rèn)知系統(tǒng)的物理層傳輸必須具有適應(yīng)性能力強(qiáng)、響應(yīng)靈活以及高頻譜利用率的特性，以提高整個(gè)無線通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量，處理其適變性方面的問題；在低信噪比下，對(duì)較寬頻譜資源來說，頻譜認(rèn)知用戶應(yīng)該實(shí)現(xiàn)可靠感知，檢測(cè)主（授權(quán)）用戶（Primary User，PU）和其它次（非授權(quán)）用戶（

2、Secondary User，SU）當(dāng)前占用頻譜的情況，處理無線電通信頻譜認(rèn)知性方面的問題。本論文主要研究在通信系統(tǒng)中無線電頻譜的認(rèn)知問題。
　　為了研究無線通信系統(tǒng)的頻譜認(rèn)知問題，本文在多信道離散傅里葉轉(zhuǎn)換（DFT）濾波器組模型的基礎(chǔ)上，針對(duì)多信道頻譜感知技術(shù)，引入時(shí)域順序感知算法，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)模擬實(shí)驗(yàn)，分別導(dǎo)出理論檢測(cè)率和誤警率，并與傳統(tǒng)周期圖譜估算（PSE）方法的理論數(shù)據(jù)對(duì)比，從實(shí)際應(yīng)用角度檢測(cè)該算法的無線頻譜感知性能。在數(shù)據(jù)

3、模擬分析的基礎(chǔ)上，本文基于通用軟件無線電外設(shè)（Universal Software Radio Peripheral，USRP）和軟件無線電（GNU Radio），設(shè)計(jì)了一個(gè)基于濾波器組的并行頻譜感知的軟件框架，并在硬件平臺(tái)上完成了無線頻譜感知性能的測(cè)試。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于濾波器組的并行頻譜感知性能與理論值接近，且濾波器組頻譜感知方法相對(duì)應(yīng)傳統(tǒng) PSE，檢測(cè)率有所提高，誤警率有所下降。同時(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果也提示，基于開銷和性能之間的

4、權(quán)衡，濾波器組應(yīng)該謹(jǐn)慎選擇原型濾波器長(zhǎng)度。由于濾波器組有較低的頻譜泄露水平，本文實(shí)現(xiàn)的基于濾波器組多信道頻譜感知方法，可在SU接收端同時(shí)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和頻譜感知，它作為多信道頻譜感知的一種實(shí)用策略，適用于非等帶寬多信道頻譜的估算和感知。
　　本文對(duì)認(rèn)知無線電頻譜能量感知方法進(jìn)行了分析與探討，在頻譜感知策略中，引入時(shí)域順序感知算法，設(shè)計(jì)了基于濾波器組的多信道頻譜感知的解決方案，完成了頻譜感知實(shí)驗(yàn)。本文的無線頻譜感知方法能夠在一定程度上