基于usrp电磁频谱感知实验系统设计和实现

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1、llIIIIIIU11111llllIIIIIIIIIlY2187906东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，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，也不包含为获得东南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了谢意。研究生签名：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人

2、所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括刊登)论文的全部或部分内容。论文的公布(包括刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：蔓适导师签名：研究生签名：垫蟪导师签名：摘要本学位论文的研究课题来源于国家重大科技专项《传感器网络电磁频谱监测关键技术研究》(编号：2010ZX03006．002．01)，主要工作是电磁频谱感知实验系统的设计与实现。本文根据实验系统的设计

3、要求，采用GNURadio和USRP搭建系统软硬件平台，提出一种自适应双门限能量检测算法，并基于所提算法在系统平台上实现了动态频谱感知和数据传输的功能。全文共分为5章，主要包含以下内容：第1章叙述了课题的研究背景以及国内外认知无线电的研究现状，并对本学位论文主要内容和各章节安排进行了说明。第2章首先对认知无线电的认知过程进行了分析，并对认知无线电的特点进行了归纳，然后基于本学位论文研究课题的应用场景和设计要求给出了电磁频谱感知实验系统的体系结构，为实验系统的开发奠定基础。第3章介绍了几种软件无线电开发

4、平台，然后结合系统设计要求，采用GNURadio和USRP搭建电磁频谱感知实验系统的软硬件平台，并对GNURadio和USRP的结构和功能进行了深入的分析和研究。第4章首先对目前各种典型的频谱感知算法进行归纳，然后提出一种自适应双门限能量检测算法，并采用实验仿真和平台测试两种方法得到该算法与传统能量检测算法的性能比较。结果表明，所提算法在合理感知时间范围内，能够实现更高的检测概率。第5章提出了一种电磁频谱感知实验系统体系结构的实现方法，在系统平台上实现了动态频谱感知和数据传输的功能。系统验证结果表明，

5、所搭建的电磁频谱感知实验系统能够动态感知空闲频谱，伺机进行数据传输，同时支持QoS监控以及传输功率控制。关键词：认知无线电，GNURadio，USRP，频谱感知AbstractTheresearchsubjectofthisthesisissupportedbytheResearchFundoftheimportantnationalscience&technologyspecificprojectsfro．2010zx03006—002·01)．Themainresearchcontentisdes

6、ignandimplementationofanelectromagneticspectrumsensingexperimentalsystem．Basedontherequirementsoftheexperimentalsystem，thesystemisdesignedbasedonGNURadioandUSRPandalladaptivedouble-thresholdenergydetectionalgorithmisproposed．Finally,aschemefordynamicspe

7、ctrumsensinganddatatransmissionoftheexperimentalsystemisimplemented．Thethesisisdividedintofivechaptersasfollows．InChapter1，thebackgroundandsignificanceaswellasthecurrentsituationofcognitiveradioareintroduced．Thenthearchitectureofthisthesisisdescribed．In

8、Chapter2，thecognitiveprocessofcognitiveradioisanalyzedandthearchitectureoftheelectromagneticspectrurnsensingexperimentalsystem，whichisthefoundationoftheimplementationofthesystem，isdesigned．InChapter3，severalkindsofclassicdevelopm