基于DVBT频段认知无线电频谱感知系统射频模块的设计和实现

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1、密级桂林电子科技大学硕士学位论文题目基于DVB-T频段认知无线电频谱感知系统射频模块的设计和实现（英文）DesignandImplementationofSpectrumSensingRFModulesforDVB-TFrequencyBandinCognitiveRadioSystem研究生学号:112021108研究生姓名:韩霄指导教师姓名、职务:肖海林教授申请学科门类:工学硕士学科、专业:通信与信息系统提交论文日期:2014年4月论文答辩日期:2014年6月摘要摘要地面数字电视广播（DigitalVide

2、oBroadcasting–Terrestrial,DVB-T）作为日常人们休闲娱乐的一部分，其频谱利用率较低，现已被国际上用来作为认知无线电的实验频带。认知无线电中频谱感知技术能够感知频谱空洞并将其合理利用。如何设计一套适用DVB-T频段的认知通信硬件平台，是现在研究认知无线电领域的一个研究热点。而搭建一套认知无线电频谱感知系统平台，需要将其划分为若干子频段，通过频谱感知算法判断其频谱是否空洞，并最终利用该子频段。射频前端作为系统硬件部分中不可或缺的一部分，在面对多子频段情况下，传统射频前端模块的电路通常较为

3、复杂，且切换频段需靠手动操作。这并不满足认知无线电频谱感知系统平台要求。针对以上问题，本文提出并设计一款适用于DVB-T频段认知无线电频谱感知系统射频模块。主要包括射频接收部分、射频发射部分和上位机部分三部分。首先结合认知无线电频谱感知系统平台，确定射频前端的具体要求方案为：射频接收部分采用超外差式，将接收到的信号送入基带用于频谱感知算法分析处理。射频发射部分采用直接上变频，根据频谱感知分析结果调整自身的发射频率。上位机部分对射频接收、发射进行控制，并对系统的参数进行自适应配置。接着针对已确定方案，设计各功能模

4、块外围电路，给出射频接收和发射模块原理图，并进行印制电路板的设计。根据本系统硬件平台的需求，采用VisualBasic程序开发软件设计上位机控制部分。最后对各功能模块进行调试，并对射频接收部分、发射部分和上位机部分进行级联调试，对调试结果进行分析。测试结果表明，通过上位机的控制，射频接收部分能够以带宽8MHz实时动态变化，并在感知到频谱空洞后，射频发射部分能够迅速改变发射频率，实现利用频谱空洞完成数据传输。关键词：认知无线电；频谱感知；数字地面电视广播；射频；上位机-I-AbstractAbstractRece

5、ntlyuniversalTVbroadcastingsystemsaremovingfromanaloguetodigital.TherearemanyfactorsintheexecutionoftheDigitalVideoBroadcasting–Terrestrial(DVB-T)suchasimprovingqualityofTVbroadcastingandmoreeffectivenessofspectrumusage.Thespectrumusagecanbeenhancedbymakinga

6、secondaryusergainaccesstothespectrumholesorspectrum,inanexactpositionandtimewhichhasnotbeendedicatedtoaprimaryuser.Therefore,howtodesignacognitiveDVB-Tcommunicationhardwareplatformisnowhotresearchtopicinwirelesscommunicationsystem.Thecorrespondingspectrumsen

7、singsystemplatformisbuilt,whosespectrumisfirstlydividedintoseveralsubbands,thenusespectrumsensingalgorithmtodeterminewhetheritsspectrumholes,andfinallydeterminetheuseofthesub-bands.TraditionalRFfront-endmodulehasmorecomplexcircuitunderthemultiplesub-bandcase

8、,andswitchfrequencybymanualoperation.Thesearenotmetplatformrequirementsofthecognitiveradiospectrumsensingsystem.Tosolvetheseproblems,weproposeanddesignaRFmodulewhichissuitableforDVB-Tfrequencysp