GNU Radio基于USRP的信号产生与重构
毕业论文关键词：认知无线电；软件无线电；实验平台
The Signal generation and reconstruction based on the USRP
Abstract:: This article mainly studies in the software radio training platform which based on the GNU Radio and USRP to actualizes the Cognitive Radio Experimental Platform.GNU Radio and USRP is a software radio development platform which is free and open source, this platform can design the prototype of terminal fast and flexible.This article introduce the implementation and programming of GNU Radio;structure and function of supporting hardware USRP;study on the demo system and test performance.
Key words: Cognitive Radio;Software radio;Training platform.
一、绪论
1.1 论文选题意义
随着移动通信的发展,多种数字无线通信标准共存,而软件无线电的发展则 打破了各种标准之间的局限。 软件无线电(Software Defined Radio,SDR) 是一种 无线电广播通信技术, 它基于软件定义的无线通信协议而非通过硬连线实现。 Gnu radio是一个无线电信号处理方案,它可以给普通的软件编制者提供探索电磁波的 机会，从而便于广大人们来研究和寻找现有的频谱资源短缺的解决方案。以及有关当今无线电传设备传输领域存在比较严重的安全隐患。无线网络已成为网络扩展的一种重要方式，人们对无线网络依赖的程度也越来越高。无线网络具有安装简便、可移动性、开放性等特点，这些都为人们带来了极大的 方便。但也正是因为这些特点，决定了无线网络面临许多安全问题，诸如静态密钥的缺失、访问控制机制的安全缺陷等。无线网络的安全问题已成为阻碍其发展的主 要障碍。
图1.1.1 频谱使用率
从上图可以看到，在固定方式划分的频谱当中，某些频带在大部 分时间未被占用，还有些频带只有部分频率被占用，但有的频道却被 过载使用，前两类低效利用的频谱被称之为频谱洞(spectrum hole)。认知无线电技术可以完成对上述频谱洞的二次利用，因此被认为是一 种解决无线频谱紧缺问题的方法。认知无线电系统的用户具有感知周 围环境的能力，通过感知周围的频谱使用情况，检测主用户是否占用 或释放频谱洞，可以智能地调整接入的频谱范围，在不对主用户系统 产生不可忍受干扰的前提下，使用原来低效利用的频谱资源，从而使 得整体的频谱利用率得到提高。
1.2 国内外研究现状
1.3 本文主要工作
本文主要研究基于 GNU Radio 和 USRP 实现的认知无线电 实验平台，实现认知无线电中关键的两部分功能：频谱检测和动态接入。Gnuradio 和 USRP 是基于PC端的一套开源的软件无线电开 发平台，这个平台能快速灵活的设计出终端原型。本文介绍了 GNURadio 的实现方式和编程原理；介绍了与作为配套硬件的 USRP 的结构组成和功能；并着重对认知无线电功能在这个平台上的 实现进行了研究,主要实现的研究目标有：
（1）实现大范围的频谱的能量检测，检测出空闲的频段并作统 计决策。
（2）实现对干扰信号能量的快速检测和反应。
（3）具有灵活快速的动态接入功能，实现FM信号接入物理层 方法。