基于USRP平台的频谱监测系统设计与实现

发布时间:2018-08-06 20:29
【摘要】:本学位论文的研究课题来源于国家电网科学技术项目"面向电力移动互联应用的4G多业务承载关键技术研究",主要工作是频谱感知监测终端的设计与实现。本文根据监测系统的设计要求,参与设计了监测系统的总体方案,详细设计了基于GNURadio和通用软件无线电外设(USRP,Universal Software Radio Peripheral)开发平台的监测终端实现方案,具体设计和实现了监测终端的软硬件模块,并将研制完成的监测终端与管控中心进行了联调和测试。另外,提出了一种基于双门限的协作式频谱感知改进算法。全文共分为6章,主要包含以下内容:第1章叙述了课题的背景和意义,介绍了认知无线电相关知识,并给出了本文的主要内容和章节安排。第2章分析了频谱监测系统的应用场景,参与设计了频谱监测系统的总体方案,详细设计了其中监测终端的总体方案。第3章设计了基于USRP的频谱监测终端硬件的实现方案,包含USRP平台、天线模块、GPS定位模块和4G通信模块,然后搭建了监测终端的硬件平台。第4章设计了基于GNU Radio平台的频谱监测终端软件的实现方案,包含频谱采集模块和通信模块,具体实现了监测终端的主线程、数据采集线程和心跳包线程。第5章根据监测终端的测试场景对研制完成的监测终端进行了功能测试,并与管控中心进行联调和性能测试。第6章提出了一种基于双门限能量检测的协作式频谱感知改进算法,理论分析和仿真结果表明,所提算法能够实现较高的检测概率。
[Abstract]:The research topic of this dissertation comes from the State Grid Science and Technology Project "Research on the key Technology of 4G Multi-service carrying for the Application of Power Mobile Interconnection". The main work is the design and implementation of the spectrum sensing monitoring terminal. According to the design requirements of the monitoring system, the overall scheme of the monitoring system is designed in this paper, and the implementation scheme of the monitoring terminal based on GNURadio and Universal Software Radio Peripheral) development platform is designed in detail. The hardware and software modules of the monitoring terminal are designed and implemented, and the developed monitoring terminal and the control center are tested and concatenated. In addition, an improved cooperative spectrum sensing algorithm based on double threshold is proposed. The thesis is divided into six chapters, including the following: chapter 1 describes the background and significance of the subject, introduces the cognitive radio related knowledge, and gives the main content and chapter arrangement of this paper. In chapter 2, the application scene of spectrum monitoring system is analyzed, the overall scheme of spectrum monitoring system is designed, and the overall scheme of monitoring terminal is designed in detail. In chapter 3, the hardware implementation of spectrum monitoring terminal based on USRP is designed, including USRP platform, antenna module, GPS positioning module and 4G communication module. Then, the hardware platform of monitoring terminal is built. In chapter 4, the realization scheme of spectrum monitoring terminal software based on GNU Radio platform is designed, including spectrum acquisition module and communication module. The main thread, data acquisition thread and heartbeat packet thread of monitoring terminal are realized. In chapter 5, the function of the monitoring terminal is tested according to the test scene of the monitoring terminal, and the performance of the monitoring terminal is tested with the control center. In chapter 6, an improved cooperative spectrum sensing algorithm based on two-threshold energy detection is proposed. The theoretical analysis and simulation results show that the proposed algorithm can achieve high detection probability.
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN925

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本文编号:2168902

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