基于硬件平台的认知无线电通信系统及其静默期相关研究

论文摘要

随着无线通信技术的发展，频谱资源的使用日趋频繁，无线频谱的紧缺成为限制无线通信发展的新瓶颈。认知无线电技术能够感知频谱环境，实时地调整传输参数，以伺机的方式使用空闲的授权频谱，可以有效解决频谱资源缺乏问题，成为近年来无线通信领域的一个研究热点。本文基于认知无线电的基本原理，先提出了基于中心式的认知无线电演示系统，由频谱环境模拟器、认知节点、管理中心构成。对系统工作场景、各个功能实体的功能以及节点间传输的信息内容、格式进行了设计，形成了比较完善的通信协议。并且在DSP+FPGA硬件平台上实现了认知系统的正常运行。随后，提出了基于分布式结构的认知无线电通信系统设计，详细介绍了分布式认知无线电通信系统节点的工作流程，并用软件仿真验证了分布式系统协议的完善性。最后研究了认知无线电通信系统中的静默期，提出了在无静默期条件下，配合通信信噪比完成的主用户检测方法，并使用该方法改进了现有系统协议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 认知无线电的背景
• 1.2 认知无线电技术的研究现状
• 1.3 论文主要安排
• 第二章 认知无线电的关键技术
• 2.1 认知无线电的基本知识
• 2.2 认知无线电的关键技术
• 2.2.1 频谱感知
• 2.2.2 信道分析
• 2.2.3 频谱分配
• 2.4 小结
• 第三章 中心式认知无线电通信演示系统的设计与实现
• 3.1 系统结构设计和工作方式
• 3.1.1 系统设计目标和演示场景
• 3.1.2 系统构成
• 3.2 系统工作方式
• 3.3 认知节点的设计与实现
• 3.3.1 认知用户节点的协议设计
• 3.3.2 帧结构的设计
• 3.4 认知用户节点的硬件实现
• 3.4.1 认知节点的硬件介绍
• 3.4.2 认知板卡的硬件实现
• 3.5 小结
• 第四章 基于分布式认知无线电通信系统的设计
• 4.1 系统工作方式
• 4.2 认知节点协议设计
• 4.2.1 认知用户节点工作流程
• 4.2.2 系统同步设置
• 4.2.3 认知节点各个状态具体工作流程
• 4.3 帧格式设计
• 4.4 协议流程的仿真验证
• 4.4.1 仿真的背景设置
• 4.4.2 测试结果
• 4.5 本章小结
• 第五章 认知无线电系统中静默期的设计研究
• 5.1 认知无线电中的静默期
• 5.1.1 静默期的概念
• 5.1.2 现有设计方案中关于静默期的设计
• 5.1.3 静默期设计对认知无线电系统设计的影响
• 5.2 无静默期的系统设计
• 5.2.1 在无静默期条件下感知阶段对于主用户的区分方法
• 5.2.2 基于传输误码率的无静默期系统检测方法
• 5.2.3 性能仿真和测试结果
• 5.2.4 使用无静默期检测方法后原系统的协议修改
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结
• 致谢
• 参考文献