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基于认知无线电通信的信噪比估计和自适应控制的研究

作　者: 程琰
导　师: 李维英
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 认知无线电 DSP 自适应传输信噪比估计
分类号: TN92
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着无线通信技术的应用快速发展,无线服务的重点已向多媒体通信等需要较宽频谱和较快速率的服务转移,认知无线电作为一种可以解决由陈旧的频谱分配系统导致的频谱匮乏问题的新技术,吸引来了广泛的关注。认知无线电技术能够检测频谱空洞,动态的利用时间和空间上暂时空闲的无线频谱资源,为新的无线应用提供工作频段,并且不干扰授权用户传输信息。本文实现的基于DSP+FPGA的通信板可以实现多种调制解调方式,根据环境选择合适的调制解调方式,支持多速率的数据传输,并能和认知板、射频板组成一个完整的认知通信系统。本文首先简述了认知无线电的产生和发展,以及无线电环境中的实现认知系统的几项关键技术,并对基于这些基本思想实现的认知系统主要模块进行介绍。第三章中给出了通信平台的设计,包括串口及用户界面、FLASH、DSP、FPGA、上变频及模数采样模块,研究了一种基于QPSK调制方式利用前导序列进行的信噪比估计算法并对其进行仿真。后续给出了对于DSP相关模块的调试及初始化过程和信噪比估计算法FPGA实现的研究。最后,对系统实现自适应控制进行了进一步探索,包括在BPSK、π/4-DQPSK、8PSK、16QAM四种调制解调方式中,根据信道状态自适应选择调制解调方式的方案及实现。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 认知无线电技术的产生和发展  7-8
  1.2 本文主要内容  8-11
第二章认知无线电和信噪比估计技术简介  11-21
  2.1 无线信道特性  11-13
    2.1.1 无线信道的特性  11-12
    2.1.2 信噪比估计技术  12-13
  2.2 认知无线电技术  13-19
    2.2.1 认知无线电的主要技术领域  14-15
    2.2.2 认知无线电的无线频谱感知技术  15-17
    2.2.3 动态频谱分配  17-18
    2.2.4 功率控制  18-19
  2.3 认知无线电技术的未来  19-21
第三章通信模块设计和信噪比估计算法研究  21-39
  3.1 认知无线电系统中通信模块的设计  21-24
    3.1.1 认知无线电系统概述  21-22
    3.1.2 通信系统简介  22-24
  3.2 DSP及其外围接口设计  24-28
    3.2.1 DSP外部存贮空间映射设计  24-25
    3.2.2 DSP通过外部FLASH实现自引导启动功能设计  25-28
  3.3 串口和用户界面设计  28-31
    3.3.1 串口芯片介绍  28-30
    3.3.2 串口界面设计  30-31
  3.4 信噪比估计算法研究及仿真  31-39
    3.4.1 信噪比的定义  32
    3.4.2 QPSK信号的最小均方误差估计算法及仿真  32-33
    3.4.3 算法性能仿真  33-35
    3.4.4 一种基于NDA的信噪比估计算法简介  35-39
第四章 DSP调试和信噪比估计算法的FPGA设计  39-53
  4.1 DSP的调试和初始化  39-47
    4.1.1 配置DSP时钟系统  39
    4.1.2 EMIF接口初始化  39-42
    4.1.3 缓冲串行口(McBSP)的初始化  42-47
  4.2 串口模块的调试与初始化  47-48
  4.3 信噪比估计算法的FPGA设计  48-53
    4.3.1 FPGA设计环境简介  49-50
    4.3.2 信噪比估计算法简化设计  50-51
    4.3.3 硬件设计过程  51-53
第五章自适应技术研究  53-59
  5.1 自适应技术原理  53-54
  5.2 系统数据帧结构设计  54-56
    5.2.1 串口数据帧结构  54-55
    5.2.2 物理层数据帧结构  55-56
  5.3 调制方式的选择  56-59
结束语  59-61
致谢  61-63
参考文献  63-65

基于认知无线电通信的信噪比估计和自适应控制的研究

内容摘要

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