基于硬件平台认知无线电通信系统及其静默期相关的研究

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1、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

2、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。关键词：认知无线电通信协议静默期ABSTRACTWjtIlthepenetrationofwirelesscommunicationtechnology,spectrumresourceshavebeenemployedmorewidely．Thescarcenessofspectrumhampersthesustainingdevelopmentofwirelesscommunication

3、．Bysensingthespectrumenvironmentandadjustingthetransmissionparametersinrealtime，cognitiveradiocanusethelicensedspectruminanopportunisticway,whichwillsolvetheproblemoflackingwirelessspectrumandmakesitselfahottopicinwirelesscommunicationinrecentyears．Basedonthebasictheoryofcognitiveradio，firstly,ama

4、nage—centerbasedcognitiveradiocommunicationsystemwhichiscomposedofaspectrumenvironmentsimulator，severalcognitivenodesandalladministratorisproposedinthispaper．Thedesignofthesystem’Sworkingcircumstance，thefunctionalcapabilityofeachentity,andtheinformationtransmittedbetweennodesaswellasitsframeformat

5、areintroducedindetail．Thenthesystemisimplementedonhardware—basedDSP+FPGA．Secondlyadistributedsystemisproposedanditsworkingprocessiswellintroducedandisprovedtobeuseablebysoftware-simulation．Atlast，thispaperfocusesonthequietperiodincognitive'radiosystemandintroducedaprimaryuserdetectionmethodwithout

6、silentperiodassistedbycommunicationbiterrorrate．Theimprovementoforiginalsystembyusingthedetectionmethodaboveisalsointroduced．Keywords：cognitiveradiocommunicationprotocolsilentperiod第一章绪论弟一早三百T匕1．1认知无线电的背景随着无线通信技术不断朝着宽带化、智能化等趋势发展，尤其是随着无线局域网技术和个人移动通信技术的发展，越来越多的子网与终端通过这些技术以无线的方式接入互联网，无线通信用户的数量急剧增加。而当

7、今的无线通信系统都采用的是固定频谱分配政策，即无线频谱资源的规划和使用是由政府(我国是无线电委员会)制定的，3GHz以下的频谱资源基本上分配殆尽，与此同时，已经分配给现有无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。有些频段异常拥挤，而有些频段大部分时间则处于闲置状态，据统计已经分配的频谱资源中有70％以上没有得到充分的利用。FCC2003年底的NPRM(NoticeofProposedRuleMaking)指出