检索结果-内蒙古大学图书馆

教育现代化 2018年第52期 175-176页

作者：顾朝志李世宝蔡丽萍郭晓菲中国石油大学(华东)计算机与通信工程学院

通过分析目前通信工程专业实验实践中存在的问题,提出建设一种基于通用软件无线电的通信专业实验实践平台的解决方案,并对实验实践教学体系做出相应调整。基于该平台,学生可以进行系统级设计型实验,有利于学生对通信原理关键知识点从理... 详细信息

通过分析目前通信工程专业实验实践中存在的问题,提出建设一种基于通用软件无线电的通信专业实验实践平台的解决方案,并对实验实践教学体系做出相应调整。基于该平台,学生可以进行系统级设计型实验,有利于学生对通信原理关键知识点从理论到实现的跨越,提升学生"系统级"的开发设计能力,提高学生自主提出问题、解决问题的能力。

关键词：通用软件无线电实验实践平台系统级实验

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多信号背景下宽带频谱实时感知技术研究

多信号背景下宽带频谱实时感知技术研究

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作者：黄昱铭桂林电子科技大学

学位级别：硕士

新一代移动通信技术方兴未艾,高速无线宽带业务需求飞速增长,频谱资源愈发稀缺。频谱感知作为认知无线电核心技术之一,可实时观测空闲频谱。许多专家学者对频谱感知技术展开研究,并取得了显著进展:从单接收机的频谱感知发展到了多空域... 详细信息

新一代移动通信技术方兴未艾,高速无线宽带业务需求飞速增长,频谱资源愈发稀缺。频谱感知作为认知无线电核心技术之一,可实时观测空闲频谱。许多专家学者对频谱感知技术展开研究,并取得了显著进展:从单接收机的频谱感知发展到了多空域、多接收机网络化区域化的频谱感知,且在第四代、第五代移动通信中得到实际应用。但现有频谱感知技术的检测性能在复杂多信号环境下仍有提升空间。因此,本文在现有高效频谱感知研究基础上,提出了在复杂多信号背景下具备强鲁棒性的宽带频谱实时感知算法。此外,利用软件无线电平台,搭建了快速宽谱态势感知系统和双射频通道实时感知系统,并应用于碎片化宽谱认知通信系统中。论文主要内容如下: (1)阐述了宽带频谱实时感知技术的研究背景及意义,对已有的窄带和宽带频谱感知工作进行总结。其次,介绍了频谱感知模型及相关理论知识。随后,分析了几种具有抗动态噪声特性及低复杂度的宽带频谱感知算法,并通过复杂度分析及仿真证明协同功率谱密度分裂相消(Cooperative Power Spectral Density Split Cancellation,CPSC)算法性能最优,满足宽谱实时感知需求,但该算法在多信号感知背景下存在感知性能下降的问题,鲁棒性有待提升。 (2)通过仿真验证多信号感知背景下多种宽带频谱感知算法的适用性,具体分析了CF-CPSC算法的有效性,推导了CF-CPSC算法更精确的理论阈值,提出了多信号干扰抑制的CF-CPSC(Multiple Signal-Free CF-CPSC,MSF-CF-CPSC)算法。仿真实验说明,所提算法提升了CF-CPSC算法在多信号感知背景下的鲁棒性,提高了检测性能。 (3)考虑CF-CPSC算法及MSF-CF-CPSC算法检测性能易受阈值估计影响,提出了检测概率最大化的子谱加权CF-CPSC(Weighted Signal-Free CF-CPSC,WSF-CF-CPSC)算法,通过仿真验证WSF-CF-CPSC算法相比于MSF-CF-CPSC算法检测性能进一步提高。 (4)为了验证算法性能,基于MSF-CF-CPSC算法,利用USRP平台搭建了快速宽谱态势感知系统,在50ms内实现了1GHz谱宽的频谱感知;此外,为更好满足实时感知需求,搭建了双射频通道实时感知系统,在1ms内实现200MHz谱宽的频谱感知。在多信号干扰环境下实际测试系统性能,分析影响频谱感知性能的各种因素。

关键词：认知无线电频谱感知 CF-CPSC 检测概率最大化通用软件无线电

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无人机无源时差定位方法研究及实现

无人机无源时差定位方法研究及实现

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作者：陈云龙西安电子科技大学

学位级别：硕士

随着操作门槛降低,居民消费水平提高,消费级无人机近年来持续火热,但由此引发的无人机“黑飞”、“滥飞”事件也层出不穷,给社会发展造成了严重影响。因此,反无人机系统的需求日益增长,而对无人机进行定位跟踪是反无人机系统中的一个关... 详细信息

随着操作门槛降低,居民消费水平提高,消费级无人机近年来持续火热,但由此引发的无人机“黑飞”、“滥飞”事件也层出不穷,给社会发展造成了严重影响。因此,反无人机系统的需求日益增长,而对无人机进行定位跟踪是反无人机系统中的一个关键环节。无源时差定位方法作为一种定位无人机的有效方法,因为其被动定位,隐蔽性好并且可定位无人机操控者的优越性,受到了国内外的广泛重视。本文重点研究了通过无源时差定位方法来定位无人机的技术,并结合无人机信号传输特性,对时差定位方法中的时延估计算法进行了优化,设计并实现了一套无人机时差定位系统。论文的主要研究工作如下:本文首先对无人机的通信系统进行了研究。主要针对消费级无人机常用的通信系统进行介绍,分别对无人机的遥控和图传信号所使用的通信链路,数学模型,特征参数进行了研究,并采集实际的无人机通信链路信号,分析其时频域特征,为接下来的定位方法研究提供基础。然后研究了对无人机目标的时差定位算法。主要从时差定位的两个关键技术,时延估计和位置解算两方面展开工作。时延估计方面,对广义互相关时延估计算法进行了分析,并在PHAT-GCC改进算法基础上,对其进行了优化,并且提升了算法运行效率;位置解算方面,对三种位置解算算法的原理进行了详细的推导分析,并通过仿真比较了三种算法的性能;并且通过仿真测试了影响定位精度的因素,并给出了无人机时差定位系统的布站建议。最后设计并实现了无人机时差定位系统。基于USRP硬件平台和GNU Radio软件平台,设计并搭建了无人机时差定位系统,并对整个系统进行了实现,然后将设计的定位系统应用到实际场景中对无人机进行位置估计并分析定位误差。

关键词：无人机无源时差定位时延估计通用软件无线电

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智能优化多重信号分类的无人机测向技术研究及应用

智能优化多重信号分类的无人机测向技术研究及应用

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作者：于玮中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

近年来,随着无人机技术的迅猛发展,无人机设备在众多领域被广泛使用,但随之而来的黑飞等问题也给社会安全带来了威胁,因此无人机反制技术的研究成为一个科研热点,对非法无人机进行快速准确的测向定位是待解决的核心问题。针对传统测向... 详细信息

近年来,随着无人机技术的迅猛发展,无人机设备在众多领域被广泛使用,但随之而来的黑飞等问题也给社会安全带来了威胁,因此无人机反制技术的研究成为一个科研热点,对非法无人机进行快速准确的测向定位是待解决的核心问题。针对传统测向法精确度较低的现状,本文提出了一种智能优化的多重信号分类测向算法,角度分辨力高且计算复杂度较低,最终基于算法设计搭建了一套高效的无线测向平台,可对非法信源进行实时准确测向。本文的贡献和工作如下:首先,本文以无人机的图像回传信号作为测向信源,对其原理和信道协议进行了研究;并对DOA算法的发展及现状进行研讨,选择多重信号分类算法作为研究的方向,分析验证其在实际应用上存在的不足。然后,针对阵列信号采集存在的幅相误差问题,设计了小波去噪处理和线性相位拟合的误差校正方法,实验表明误差校正结果良好;针对常规MUSIC算法计算复杂度高的问题,引入了智能优化领域的人工鱼群算法来加速优化耗时的谱峰搜索过程,并提出自适应参数更新方法,提高寻优效率。实验仿真对比验证:本文提出的SAFSA-MUSIC算法具有优秀的全局寻优能力,估计结果稳定性强精确度高,且极大的降低了传统算法耗时,验证了本文算法的性能优势。最后,基于USRP和GNURadio软件无线电平台搭载实现了本文提出的SAFSAMUSIC测向方法,将理论算法与硬件平台相结合应用于实际工程之中,对模拟的无人机信号源进行了测向实验。实验结果表明:在存在噪声干扰、多径效应、路径衰弱等情况的复杂室内外环境中,本文搭建的无线电测向系统均可以对目标源进行实时精确的波达方向估计,测向效果良好,进一步证明了本文算法的有效性,也为无线测向领域提供了一种可行有效的工程应用方案。

关键词：空间谱估计多重信号分类算法人工鱼群算法通用软件无线电

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基于第三方协助的物理层密钥协商方法

基于第三方协助的物理层密钥协商方法

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作者：张凯华中科技大学

学位级别：硕士

5G通信模式是未来的发展趋势,为应对不同网络环境中的业务需求,5G通信系统将引入端到端技术,距离较近的用户无需借助基站的帮助直接通信,提高信道质量与数据传输速率。在这种开放式的对等网络中,利用密钥协商技术获取会话密钥,对无线信... 详细信息

5G通信模式是未来的发展趋势,为应对不同网络环境中的业务需求,5G通信系统将引入端到端技术,距离较近的用户无需借助基站的帮助直接通信,提高信道质量与数据传输速率。在这种开放式的对等网络中,利用密钥协商技术获取会话密钥,对无线信号加密是确保端到端数据传输安全的一种有效方法。针对现有密钥协商技术普遍存在的密钥生成时间长、用户体验差的问题。本文提出了一种基于第三方协助的物理层密钥生成方法。合法通信双方同步发送随机序列,当发送的比特互异时,窃听者无法分辨叠加波形。合法用户在第三方的协助下,提取互异比特生成密钥。新的密钥协商方法密钥生成速率快,时间短,能量消耗小,用户体验好,且安全性不受对手的计算能力限制。针对合法用户发送波形不完全一致的实际情况,利用添加随机抖动的方法解决微小偏差可能造成的密钥泄露。此外,为了应对MIMO窃听者,本文进一步提出一种随机曼彻斯特的编码方法。我们利用USRP软件无线电设备搭建了实验平台,并对新的密钥协商方法开展了模拟实验,实验结果验证了新的密钥生成方法在实际中的可行性和正确性。

关键词：物理层的密钥生成方法第三方协助随机抖动随机曼彻斯特编码通用软件无线电

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线性调频共享信号设计及USRP RIO的实现

线性调频共享信号设计及USRP RIO的实现

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作者：张灏华中科技大学

学位级别：硕士

随着现代信息技术不断发展,现代社会中所应用电子设备种类与数量不断增加,由于采用不同通信协议的电子设备都要占用一定的频谱资源,这导致频谱资源紧张。同时,现代电子设备平台上可能存在多种设备,当多种设备同时工作时,各设备间会产生... 详细信息

随着现代信息技术不断发展,现代社会中所应用电子设备种类与数量不断增加,由于采用不同通信协议的电子设备都要占用一定的频谱资源,这导致频谱资源紧张。同时,现代电子设备平台上可能存在多种设备,当多种设备同时工作时,各设备间会产生相互干扰,从而导致设备间协调工作困难。为解决上述问题,同时考虑到雷达设备和通信设备之间的相同点,我们可以在雷达设备上增加通信功能,使设备同时具有通信功能和雷达功能。本文在这样的背景下进行了雷达通信共享信号的应用研究。首先,介绍了雷达通信共享波形设计研究现状。现在常见的波形设计方案分为波形复用方案和波形融合方案两种:波形复用方案在发射端将雷达信号和通信信号进行混叠,在接收端使用不同信号处理算法;波形融合方案在发射端将雷达信号作为载波信号,将通信信息调制到雷达信号上,在接收端通过相应的解调算法处理共享信号。除此之外,我们还将共享方案分为单载波方案和多载波方案:常用的单载波信号为线性调频信号(Linear Frequency Modulation,LFM)信号,该信号具有大时宽积、优良的分辨力等优点;常见多载波信号为正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号,该信号具有抗选择性衰落、有效对抗码间干扰等优点。本文主要讨论基于LFM信号的单载波共享信号设计方案。然后,通过分析上述各种设计方案的实现流程,了解各方案的优缺点,结合研究过程需要兼顾共享信号的雷达性能和通信性能,选择合适的共享信号设计方案。主要从信号的工作机制,误码率、频谱利用率、模糊函数等几个方面进行仿真实验验证。最终选取线性调频-二进制相移键控(Linear Frequency Modulation-Binary Phase Shift Keying,LFM-BPSK)复合调制信号作为共享信号设计方案。根据该信号的特点,从调相角度和调制码元数量两方面分析该共享信号的雷达性能和通信性能。最后,基于通用软件无线电外设(Universal Software Radio Peripheral,USRP)平台搭建实验平台,该实验平台由硬件部分和软件部分两方面构成。在排除实验环境的干扰后,先利用LFM信号进行测距实验,再采用LFM-BPSK信号进行测距实验。将最终的实验结果和仿真结果进行对比,分析该信号的实际性能与预测性能是否存在较大差异,即测距是否存在较大误差,通过实验验证该信号方案设计的可行性。针对可能存在的问题,提出进一步改善的方法。本文的工作重点在于平衡设计的共享信号的雷达性能和通信功能,使其在特定环境下达到最优,并通过实际信道实验进行验证。为达到上述目的,我们主要通过更改LFM-BPSK信号中的调制相位和调制码元数量来实现,具体数值通过USRP RIO硬件测试实验来验证。

关键词：雷达通信共享信号通信性能雷达性能线性调频-二进制相移键控复合信号通用软件无线电

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基于物理层网络编码的安全通信研究

基于物理层网络编码的安全通信研究

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作者：郑伟忠深圳大学

学位级别：硕士

软件定义无线电是用现代化软件来实现传统的“纯硬件电路”的无线通信技术,系统的通信功能以及信号处理功能交由软件实现。GNU Radio作为一个可重构的软件无线电信号处理方案,能够为用户提供简便快捷的方式构建通信系统验证理论研究成... 详细信息

软件定义无线电是用现代化软件来实现传统的“纯硬件电路”的无线通信技术,系统的通信功能以及信号处理功能交由软件实现。GNU Radio作为一个可重构的软件无线电信号处理方案,能够为用户提供简便快捷的方式构建通信系统验证理论研究成果。物理层网络编码是无线通信领域的一个新研究方向,它将网络编码思想应用于无线通信系统。信道量化物理层网络编码(CQ-PNC)是物理层网络编码的一个新算法,它对双向中继信道中终端节点与中继节点两个独立信道进行信道估计得到相应的信道系数,根据两个信道系数之间的关系进行网络编码,编码成几种不同的形式,从而降低编解码误差,提升系统性能。本文深入了解硬件平台USRP和GNU Radio,了解软件无线电通信系统设计原理,并对其工作原理做深层探究。物理层网络编码作为本文系统设计的核心算法,对其发展及算法进行研究,分析了物理层网络编码的传输机制以及其安全性研究。特别对本文使用的信道量化物理层网络编码进行深入的理论研究,认真研究了中继节点单天线算法中信道量化、编码映射和解码算法。本文在Linux操作系统下使用通用软件无线电USRP平台构建了一个引入窃听节点的三节点安全中继通信实际系统。通信系统以频域物理层网络编码为原型,通过将系统核心编码方案修改为信道量化物理层网络编码方案,采用OFDM调制方式,最终在GNU Radio上使用N210母板和XCVR2450射频子板实现2.4G频段双向中继系统安全通信。为简化系统设计,系统假设信道满足互易性要求,文中对信道互易性进行测试,测试结果显示符合设计初衷。本文比较了中继节点CQ-PNC算法与最大似然估计ML算法的性能差异,CQ-PNC相对ML有2-8d B的性能下降,与理论仿真结论吻合,在误码率性能差异较小的情况下时间复杂度减少了一个数量级。同时,本文分析了终端节点的误码率性能以及从理论上讨论窃听节点对终端节点信息的截取情况,并对窃听节点误符号率性能做进一步测试分析。结果表明窃听节点无法窃听终端节点数据。

关键词：软件无线电 GNU Radio 信道量化物理层网络编码通用软件无线电

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