基于随机共振的频谱感知算法软件无线电实现研究-电子与通信工程专业论文.docx

万方数据 万方数据 THE RESEARCH OF SPECTRUM SENSING ALGORITHM BASED ON STOCHASTIC RESONANCE ON SOFT DEFINED RADIO A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Eelectronic and Communication Enginering Author: ZhongMing Advisor: Professor wangjun School : National key laboratory of science and technology on communications 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致 谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果， 也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使 用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已 在论文中作了明确的说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 年 月 日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘要 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。 关键词：认知无线电，频谱感知，随机共振，软件无线电 I ABSTRACT ABSTRACT Cognitive Radio (CR) is a new wireless network model, which is proposed to solve the shortage of spectrum resources by improving the spectrum utilization efficiency. The key idea of CR is dynamic spectrum accessing, which need make sure that the licensed users will not be harmfully impacted as far as possible when the unlicensed users are allowed to access the idle spectrum. Therefore, spectrum sensing, which find empty spectrum, is