多融合准则下的双门限协作频谱感知算法及其FPGA仿真实现

发布时间：2017-09-18 07:30

  本文关键词：多融合准则下的双门限协作频谱感知算法及其FPGA仿真实现

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【摘要】：无线通信的迅猛发展,导致有限的频谱资源被基本分配殆尽,现如今日渐稀缺的频谱资源已经开始制约未来无线通信的发展趋势。认知无线电主要是利用智能的频谱感知技术,对无线通信环境进行空白频谱检测并机会的接入授权频谱,极大的增加了频谱利用效率,为无线通信的发展提供了新的途径。然而频谱感知的及时性、动态性和复杂性都为认知无线电系统的设计带来挑战。本文首先简单介绍了认知无线电的研究背景和现状,并描述了频谱感知的概念,将其分成单点感知、协作感知和盲感知三大类,并详细阐述了单点感知和协作感知的几种感知模型。其次针对传统能量检测算法门限设置单一且不适应感知信道环境差异的问题,同时为了提高合作频谱感知结果的可靠性,减小网络开销和融合中心计算的负担,本文提出了将动态双门限能量检测和D-S证据理论相结合的合作频谱感知算法。在进行本地感知时,该算法可以让认知用户通过双门限能量检测方法直接得到本地判决结果,同时根据信道环境自适应的调整双门限值,并在双门限内使用D-S证据理论,感知双门限内未判决结果的信任度函数,将其发往融合中心,这样可以减少融合中心的计算量以及传输带来的网络开销。最后为了实现频谱感知的及时性,提高数据的处理速率,本文引入了多速率处理的概念,并对多速率处理的基本理论进行了详细的阐述。然后根据多速率信号处理的原理,使用FPGA平台仿真实现了数控振荡器、抽取器、插值器和高速数字滤波器,为后续数据的高速处理奠定了基础。
【关键词】：认知无线电 频谱感知 能量检测 双门限 D-S证据理论 动态 FPGA 多速率信号处理
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN925;TN791
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-14
• 1.1 研究背景7
• 1.2 认知无线电定义7-9
• 1.3 认知无线电及频谱感知研究现状9-13
• 1.3.1 认知无线电国内外研究现状9-11
• 1.3.2 频谱感知研究现状11-13
• 1.4 内容章节安排13-14
• 第2章 认知无线电的频谱感知技术14-29
• 2.1 概述14-15
• 2.2 单点感知15-23
• 2.2.1 基于发射机的频谱感知16-20
• 2.2.2 基于接收机的频谱感知20-23
• 2.3 协作频谱感知23-28
• 2.3.1 协作感知模型24-26
• 2.3.2 融合判决算法26-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 基于D-S证据理论合作频谱感知的改进算法29-39
• 3.1 动态双门限检测和D-S证据理论29-32
• 3.1.1 动态双门限检测法29-30
• 3.1.2 D-S证据理论30-32
• 3.2 改进算法的实现32-35
• 3.2.1 计算本地感知信任度32-34
• 3.2.2 融合信任度34-35
• 3.2.3 加权和判决35
• 3.3 仿真与性能分析35-37
• 3.4 结论37-39
• 第4章 频谱感知信号的多速率处理原理39-48
• 4.1 ADC采样39-40
• 4.1.1 基本的采样理论39-40
• 4.1.2 带通采样技术40
• 4.2 多速率信号处理的基本原理40-42
• 4.2.1 整数倍抽取41
• 4.2.2 整数倍插值41-42
• 4.3 高效数字滤波器42-47
• 4.3.1 CIC滤波器42-45
• 4.3.2 FIR半带滤波器45-47
• 4.3.3 滤波器组47
• 4.4 本章小结47-48
• 第5章 无线信号多速率接收处理器的FPGA仿真实现48-66
• 5.1 多速率接收系统的基本结构48
• 5.2 混频器的实现48-51
• 5.3 CIC滤波器的实现51-55
• 5.3.1 CIC抽取滤波器51-54
• 5.3.2 CIC插值滤波器54-55
• 5.4 FIR半带滤波器的实现55-56
• 5.5 FIR滤波器56-60
• 5.6 CIC和FIR综合模块的实现60-62
• 5.7 滤波器组的实现62-65
• 5.8 本章小结65-66
• 第6章 本文小结66-68
• 6.1 本文主要工作66-67
• 6.2 未来发展方向67-68
• 参考文献68-74
• 在读期间发表的学术论文和研究成果74-75
• 致谢75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 高玉龙;陈艳平;管修挚;张中兆;沙学军;;基于循环谱对称性的频谱感知算法[J];通信学报;2011年11期

2 陈R，

本文编号：874208