基于软件无线电的海上宽带通信终端设计

发布时间：2018-01-04 20:17

  本文关键词：基于软件无线电的海上宽带通信终端设计　出处：《海南大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 空白频段 软件无线电 嵌入式系统 宽带通信

【摘要】：随着对南海海洋资源的不断开发,海上宽带通信的需求与日俱增。与陆地上不同,海上频谱利用率低,可使用的优质通信频段很多,但是海上频谱管理存在漏洞,固定频段的通信可能受到其他同频段设备的干扰,通信信道会被无意或有意地占用,影响通信质量。针对海上优质通信频段利用率低、海上频谱使用缺乏管理的现状,设计了一种基于软件无线电的海上无线宽带通信终端,以小型化嵌入式系统驱动软件无线电,实现空白电视频段的频谱能量检测及宽带通信。本文设计了基于Linux操作系统的嵌入式主控模块,并移植了软件无线电驱动程序和GNU Radio开发环境。嵌入式主控模块通过USB串口与软件无线电模块连接,完成设备驱动以及数据读取和参数设置等任务,通过对海上空闲频谱感知,选择合适的工作频段;利用GNURadio中的信号处理工具,采用GFSK调制方式,设计了工作于空白电视频段的文件传输程序软件,实现通信链路的搭建;在无线电环境变化时,具有调整载波频段、调制方式、带宽大小和射频增益等通信参数的能力,使终端通信链路保持稳定可靠;制作了实验样机,进行了双向通信测试实验,所设计的海上无线宽带通信终端能够实现较为准确的频谱能量检测以及半双工宽带文件传输。本文对海上空闲频谱的利用进行了探讨,对于解决海上无线通信的频谱保障、提高频谱利用率、降低通信成本等问题提出了有效的解决方案。此外,该终端为海洋通信的研究,提供一种适应性强、灵活度高的实验测试平台。
[Abstract]:With the continuous development of marine resources in the South China Sea, the demand for broadband communication on the sea is increasing. Different from the land, the spectrum efficiency at sea is low, and there are a lot of high quality communication frequency bands that can be used. However, there is a loophole in the offshore spectrum management. The communication in fixed frequency band may be interfered by other devices in the same frequency band, and the communication channel will be unintentionally or intentionally occupied. In view of the low utilization rate of high quality offshore communication frequency band and the lack of management of offshore spectrum use, a wireless broadband communication terminal based on software radio is designed. The software radio is driven by a miniaturized embedded system to realize the spectrum energy detection and broadband communication in the frequency band of blank television. The embedded main control module based on Linux operating system is designed in this paper. The software radio driver and the GNU Radio development environment are transplanted. The embedded master control module is connected with the software radio module through the USB serial port. Complete the tasks of device driver, data reading and parameter setting, select the appropriate working frequency band by sensing the free spectrum of the sea; Using the signal processing tool in GNURadio and the GFSK modulation mode, the paper designs the file transfer program software which works in the blank TV frequency band, and realizes the construction of the communication link. When the radio environment changes, it has the ability to adjust the communication parameters such as carrier frequency band, modulation mode, bandwidth and radio frequency gain, so that the terminal communication link remains stable and reliable. The experimental prototype is made and the bidirectional communication test is carried out. The designed offshore wireless broadband communication terminal can realize more accurate spectrum energy detection and half-duplex broadband file transmission. This paper discusses the utilization of offshore idle spectrum. In addition, the terminal provides a strong adaptability for the research of marine wireless communication, which can solve the problems of spectrum guarantee, improve spectrum efficiency and reduce the communication cost. High flexibility of the experimental test platform.
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN92

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本文编号：1379933