自适应通信发射机决策系统的研究与实现
本文选题:智能决策 + 频谱分配算法 ; 参考:《西南科技大学》2017年硕士论文
【摘要】:卫星、无人机等在通信过程中对传输数据率要求越来越高,同时需要避免因受到干扰而无法正常传输。为解决以上问题,在自适应通信系统的基础上,结合认知无线电的方法,设计了基于自适应发射机的决策系统,提供优化发射方案。决策系统分为两部分,一是在PC上实现的上位机软件,二是PC与发射机FPGA板卡间的高速数据传输接口。上位机软件在PC平台上实现,集成高速接口的驱动,提供可视化界面便于用户参与发射决策,决策依据为当前无线电环境和用户需求,决策功能依靠智能决策算法实现。采用的决策算法包括基于改进量子遗传的频谱分配算法和基于NSGA-II多目标优化的频谱决策算法。通过在Matlab中不同条件下的仿真测试,证明改进初始化策略和旋转角选取策略的频谱分配算法可获得相对更优的网络效益,频谱决策算法能动态优化相关参数。PC和发射机FPGA板卡通过PCIE高速总线接口连接,决策依据和结果均由PCIE高速传输,实现二者间的数据交互和处理的实时性要求。高速传输使用FPGA板卡的PCIE总线DMA控制实现,最高读写速度可达5.87GB/s。决策系统可根据干扰、频谱环境和用户需求,动态选择调制方式和发射频带,实现最小化误码率、最小化信号功率和最大化数据传输速率三个通信目标的最优权衡,为从事认知无线电环境中的智能决策引擎设计提供了研究思路。
[Abstract]:Satellites and UAVs require higher data rate in the process of communication, and need to avoid interference to prevent normal transmission. In order to solve the above problems, a decision system based on adaptive transmitter is designed based on adaptive communication system and cognitive radio. The decision system is divided into two parts, one is the PC software, the other is the high-speed data transmission interface between PC and transmitter FPGA card. The upper computer software is realized on PC platform, which integrates the driver of high-speed interface and provides visual interface to facilitate the user to participate in the launch decision. The decision is based on the current radio environment and user's demand, and the decision function is realized by the intelligent decision algorithm. The decision algorithms adopted include the spectrum allocation algorithm based on improved quantum genetic algorithm and the spectrum decision algorithm based on NSGA-II multi-objective optimization. Through the simulation test in different conditions in Matlab, it is proved that the spectrum allocation algorithm with improved initialization strategy and rotation angle selection strategy can obtain relatively better network benefits. The spectrum decision algorithm can dynamically optimize the correlation parameters. PC and transmitter FPGA card are connected by PCIE high-speed bus interface. The decision basis and result are transmitted by PCIE at high speed. The real-time requirement of data interaction and processing between them can be realized. The high speed transmission is controlled by PCIE bus DMA of FPGA card. The highest speed of reading and writing can reach 5.87 GB / s. The decision system can dynamically select modulation mode and transmit frequency band according to interference, spectrum environment and user requirements, and realize the optimal tradeoff among three communication objectives: minimizing bit error rate, minimizing signal power and maximizing data transmission rate. The research ideas are provided for the design of intelligent decision engine in cognitive radio environment.
【学位授予单位】:西南科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN830
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 柴争义;刘芳;朱思峰;;混沌量子克隆算法求解认知无线网络频谱分配问题[J];物理学报;2011年06期
2 张丽影;曾志文;陈志刚;邝祝芳;;认知无线网络中基于约束算子的二进制粒子群频谱分配算法[J];小型微型计算机系统;2013年06期
3 李岳洪;万频;王永华;邓钦;杨健;;改进的细菌觅食算法求解认知无线网络频谱分配问题[J];计算机科学;2013年08期
4 陈剑;吴建平;李贺武;;基于用户分配和负载的频谱分配算法[J];软件学报;2013年07期
5 陈年生;;基于双向拍卖的多目标频谱分配算法[J];上海电机学院学报;2013年04期
6 谢健骊;李翠然;赵佳颖;;基于均衡价格的认知无线网络频谱分配算法[J];铁道学报;2014年01期
7 李方伟;王程;朱江;;一种基于逢低买入的频谱分配机制[J];计算机应用研究;2014年02期
8 冯春燕;郭义武;薛钰;郭彩丽;;授权链路保护的频谱分配算法[J];电子科技大学学报;2008年06期
9 Serena chan;宋笑亭;;美国国防部共享频谱接入(上)[J];中国无线电;2008年03期
10 王坤;董淑福;刘杰;;基于用户需求和等待时间的改进型频谱分配算法[J];科学技术与工程;2012年22期
相关会议论文 前6条
1 郑晓明;何廷润;;3G频谱分配:市场化的经济法则[A];2002’中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2002年
2 朱丽姣;侯维刚;郭磊;;可伸缩光网络中路由与频谱分配算法[A];第十七届全国青年通信学术年会论文集[C];2012年
3 赵滨;马锴;关新平;;区分信道的认知无线电网络频谱分配算法研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
4 章坚武;赵琪;邹婧媛;;改进的认知无线电图着色频谱分配算法[A];2009年中国高校通信类院系学术研讨会论文集[C];2009年
5 沈嘉;王军;李少谦;;认知无线电网络基于配对算法的频谱分配策略[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年
6 宋琦军;张涛;;频谱管理领域面临的挑战及对策[A];第十五届全国电磁兼容学术会议论文集[C];2005年
相关重要报纸文章 前10条
1 张虹;国际频谱政策新走向[N];人民邮电;2006年
2 本报记者 卢子月;频谱分配受关注[N];通信产业报;2012年
3 本报记者 卢子月;得频谱得未来[N];通信产业报;2013年
4 宋颖;利用市场手段加速频谱转让[N];人民邮电;2013年
5 ;频谱资源共享面临挑战[N];中国电子报;2013年
6 本报记者 卢子月;管好频率 管好台站 管好秩序[N];通信产业报;2011年
7 李亮 记者 黄超 某集团军司令部通信处长 李占良;演习之前分“频谱”[N];解放军报;2009年
8 本报记者 卢子月;科学规划TD—LTE频谱[N];通信产业报;2012年
9 四川通信设计院副总工程师 程德杰;450M频谱更有可为[N];通信产业报;2013年
10 金耀星;创新管理方式 解决频谱供需矛盾[N];人民邮电;2013年
相关博士学位论文 前10条
1 周雄;基于博弈的Femtocell网络频谱资源管理[D];华南理工大学;2015年
2 郁小松;灵活栅格光网络中频谱工程与调控技术研究[D];北京邮电大学;2015年
3 殷聪;认知无线电中频谱聚合技术及其资源调度的公平性研究[D];哈尔滨工业大学;2015年
4 张龙;认知无线电网络MAC层频谱感知与频谱接入问题研究[D];中国科学技术大学;2015年
5 张雷;认知无线网络频谱接入策略及性能分析[D];东南大学;2016年
6 谢玉鹏;认知无线电系统中联合频谱分配算法研究[D];哈尔滨工业大学;2016年
7 董蓓;基于进化学习的无线通信网络资源分配问题研究[D];西安电子科技大学;2015年
8 冯心欣;异构环境下用户参与决策的认知频谱接入策略研究[D];上海交通大学;2015年
9 查淞;宽带频谱压缩感知算法研究[D];国防科学技术大学;2014年
10 谢树京;基于多维空间的射频频谱检测技术研究[D];东南大学;2016年
相关硕士学位论文 前10条
1 包媛媛;基于加权极大独立集的认知无线网络的图论频谱分配算法研究[D];内蒙古大学;2015年
2 闫炳欣;基于用户需求的认知无线网络的图论频谱分配算法研究[D];内蒙古大学;2015年
3 赵海洋;基于改进量子遗传算法的认知无线电频谱分配研究[D];燕山大学;2015年
4 颜少波;基于分簇的宽带频谱压缩感知技术研究[D];昆明理工大学;2015年
5 喻正坤;认知无线电网络中频谱切换与频谱分配技术的研究[D];昆明理工大学;2015年
6 孙英娟;认知无线电网络中频谱分配的最优化研究[D];闽南师范大学;2015年
7 杨尚飞;正交频分复用信号的频谱整合技术[D];苏州大学;2015年
8 姚秋彦;灵活光网络中多参数约束路由和频谱分配算法研究[D];河北工程大学;2015年
9 魏伦炳;基于认知无线网络频谱分配技术研究[D];贵州大学;2015年
10 张崇英;认知无线网络分布式主动频谱切换技术研究[D];电子科技大学;2014年
,本文编号:1959735
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/1959735.html