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认知OFDM系统设计与实现

发布时间:2020-02-14 23:09
【摘要】:目前,频谱使用存在严重的不均衡现象,一方面,现有的固定频谱分配方案基本已经把可用频谱分配完毕,但是在当今社会,人们对于通信的需求与日俱增,,却没有多少频谱可以使用;另一方面,已分配的频谱却不是一直被占用来进行通信,有些频谱只在特定的时间被利用或基本不使用,导致频谱资源白白浪费。因此,需要一种更加灵活的频谱使用方案。 认知无线电的提出,使人们看到了一种动态接入频谱的方法,在已分配的频谱中,不但拥有通信执照的授权用户可以使用,当频谱空闲时,没有执照的认知用户也可以使用该频谱。首先认知用户需要对欲接入频段进行检测,以确定是否有授权用户存在,以便确定空闲频段接入频谱,即实现动态接入频谱的第一步需要对通信环境进行频谱感知。 在此基础上,认知无线电需要灵活的物理传输方案的支撑实现频谱空洞的动态接入。在无线通信领域,OFDM技术以其突出的优势已被多个标准采纳。OFDM灵活的子载波配置的特点也成为了理想的认知无线电物理传输方案,在频谱感知的基础上,通过OFDM子载波的关闭与打开在频谱空洞处传输信号,实现了动态频谱接入过程。 随着理论研究的进行,国内外相关研究机构和高校开始进行认知无线电平台的开发、验证工作。由于纯软件平台开发处理速度无线满足高速要求,纯硬件平台开发周期长、可扩展性差等特点,目前,大部分开发方式均采用软件无线电的方式,通过低成本的终端设备,完成信号的采样和上下变频的功能,将信号转化为数字基带信号,在电脑上由软件负责信号处理部分,该方式可快速实现算法验证工作,被高校研究成员广泛采纳。 基于以上考虑,本文基于通用软件无线电外设(USRP),设计实现了认知OFDM系统,其目的在于设计实现一个完整的动态频谱接入物理传输方案,并在真实无线信道下,对系统进行测试验证,研究认知无线电动态频谱接入的可实现性和性能问题,该系统的信号基带处理在电脑上完成,利用IT++库,采用C++语言进行编写完成,采样和上下变频由USRP实现,利用USRP硬件驱动(UHD)库函数编写控制系统收发机制,具有模块化、可验证、可扩展等特点。
【图文】:

曲线,频率偏移,发送端,正弦波频率


图 4-4 USRP 收发频率偏移曲线因此,在该理论的指导下,对本课题使用的 USRP2 进行了频率偏移测试,发送端 Simulink 如图 4-5 所示,在 2.433GHz 处发射正弦波,正弦波频率 100Hz,初始相位为 0,采样时间 1/2e5,每帧样值 4000。

频率偏移,接收端,仿真图


USRP频率偏移测试接收端Simulink仿真图
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN929.53

【参考文献】

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1 张平;李建武;冯志勇;张奇勋;;认知无线网络基础理论与关键技术研究[J];电信科学;2014年02期



本文编号:2579633

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