基于随机共振的频谱感知算法软件无线电实现研究

摘要

认知无线电（Cognitive Radio，CR）是一种新的无线网络模式，它是为了解决频谱资源紧缺，提高频谱利用率而提出来的。其核心思想是动态分配频谱，在保证授权用户不受到有害干扰的情况下，允许未授权用户接入空闲频段。可以看出检测出“空闲频段”的频谱感知技术是实现认知无线电的关键技术。认知无线电对频谱感知的要求非常高，必须尽可能保证不对授权用户产生有害影响，所以必须在极低的信噪比下，仍然能检测出授权用户信号。
　　本论文主要研究了基于随机共振（Stochastic Resonance，SR）的频谱感知算法，并基于软件无线电平台设计和实现该算法。具体来讲，论文的研究内容可以分为三部分：
　　首先，本论文对随机共振系统的基本原理和算法进行介绍，探讨了随机共振系统的各参数配置和固定参数的随机共振系统（Fixed Stochastic Resonance，FSR）存在的不足，给出自适应参数的随机共振（Adaptive Stochastic Resonance，ASR）算法。将随机共振与能量检测算法结合，提出了新的频谱感知算法，通过仿真验证了其性能增益。并针对算法的优缺点尽心了分析，为基于软件无线电的随机共振算法实现奠定理论基础。
　　其次，在软件无线电开发平台（Soft Defined Radio Development Platform，SDR DP）上设计并实现了SR算法。本论文第二部分基于SDR平台完成了链路搭建，阐述了关键模块的设计原理，并对其进行了优化。对实现中遇到的主要问题以及解决方法进行了讨论。
　　最后，基于SDR平台完成了基于SR的单节点频谱感知设计，包括基于偏差修正的新型能量检测算法的设计，完成链路搭建，给出了硬件测试结果，并与仿真结果比较，验证了实现的正确性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

缩略词表

主要数学符号表

第一章 绪论

1.1引言

1.2研究背景及意义

1.3主要研究内容和贡献

1.4论文结构安排

第二章 基于随机共振的频谱感知算法研究

2.1引言

2.2随机共振原理介绍

2.3随机共振系统参数分析

2.4大频率信号随机共振

2.5基于随机共振的频谱感知算法研究

2.6本章小结

第三章 基于SDR平台的随机共振系统实现

3.1引言

3.2 Lyrtech SFF SDR平台简介

3.3 SR系统总体设计及指标

3.4 SR系统主要模块实现

3.5本章小结

第四章 基于SDR平台的检测算法实现及性能分析

4.1引言

4.2测试系统配置

4.3 ED模块的实现及性能分析

4.4基于SR系统的能量检测模块的实现及性能分析

4.5基于SR的D-ED检测模块的实现及性能分析

4.6本章小节

第五章 全文总结及未来研究工作

5.1全文总结

5.2下一步工作建议

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间研究成果

个人简历