毕业论文-基于USRP的认知无线电选择接入与多路并传技术研究,共68页,30300字
摘要
随着无线通信技术的发展,无线频谱资源的稀缺更加严重,但传统固定频谱分配策略造成了已授权频谱的大量空闲。认知无线电技术能够动态的感知周围环境的频谱资源,发现利用频谱“空洞”进行通信,可以有效的提高频谱的利用率。本文以认知无线电基本理论为指导,在基于USRP硬件平台的多小区认知无线通信演示系统的基础上,借鉴通信系统中的选择接入和基于SCTP的多路并传,设计并实现了选择接入和多路并传模块。形成的模块可以为多小区认知无线通信演示系统提供小区选择(重选)及切换功能,同时也为系统中的认知终端增加了通过多条路径实现用户数据的并行传输的功能。
本文首先简要介绍了认知无线电的技术背景、基本原理和研究现状。其次介绍了利用USRP平台设计的多小区认知无线通信演示系统的目标和设计方案。最后在此基础上研究并设计了选择接入模块和多路并传模块的实现方案,并给出了初步的实验验证。
关键词:认知无线电 USRP GNU Radio 选择接入 多路并传
目录
第一章 绪论 1
1.1 认知无线电的技术背景和原理 1
1.2 认知无线电研究现状 2
1.2.1 认知无线电研究现状 2
1.2.2 认知无线电的未来研究方向 3
1.3 论文安排 4
第二章 基于USRP的多小区认知无线通信演示系统 5
2.1 演示系统结构 5
2.2 系统各个模块的设定 7
2.2.1 模拟授权用户 7
2.2.2 频谱感知器 7
2.2.3 数据库 8
2.2.4 管理中心 8
2.2.5 基站 10
2.2.6 认知终端 11
2.2.7 链路层帧格式及信令设计 12
2.3 开发平台简介 13
2.3.1 硬件平台介绍 14
2.3.2 GNU Radio平台介绍 14
第三章 选择接入的设计与实现 17
3.1 小区选择(重选)和切换 17
3.1.1 小区选择和重选 17
3.1.2 切换 17
3.2 基于RSSI的代价函数基站选择算法 20
3.3 基于USRP 的选择接入模块设计 25
3.3.1 构建场景及支撑方式 25
3.3.2 切换过程的设计 26
3.3.3 选择接入模块的实现验证 31
第四章 多路并传的设计与实现 35
4.1 多路并传简介 35
4.2 SCTP协议及基于SCTP的多路并传 36
4.2.1 SCTP协议 36
4.2.2 SCTP协议特点 38
4.2.3 基于SCTP的多路并传 39
4.3 认知无线通信演示系统中多路并传功能的设计 39
4.3.1 实现场景 39
4.3.2 整体功能设计及功能分块 40
4.3.3 分组及数据块格式定义 42
4.3.4 偶联的建立和拆除 48
4.3.5 数据块的传输和确认 49
4.3.6 路径管理 50
4.3.7 CMT模块的实现验证 51
第五章 总结 55
致谢 57
参考文献 59
本课题基于以USRP为平台构建和实现的多小区认知无线通信演示系统,研究多小区认知无线系统中选择接入和多路并传技术,并给出了在平台中相关技术的设计方案和具体实现过程。
论文章节安排如下:
第一章主要介绍认知无线电的技术背景、研究现状和发展趋势。
第二章中首先介绍了基于USRP的多小区认知无线通信演示系统的总体场景、结构和需求,紧接着介绍了系统总各个模块的设计方案。最后介绍了系统的开发实现平台。
第三章首先介绍了小区选择(重选)、切换的原理及设计一个切换方案需要考虑的各个方面因素,随后介绍了一种基于RSSI的代价函数基站选择策略。最后,设计了多小区认知无线通信演示系统中的选择接入模块的构建场景、支持方式、切换触发准则和切换控制流程。
第四章首先简单介绍了多路并传、SCTP协议,之后重点设计了多小区认知无线通信演示系统中多路并传模块的实现方案并给出初步实现结果。