【正文】 認知無線電實驗終端的軟件設(shè)計和OFDM 導(dǎo)頻輔助信道估計算法的實現(xiàn) Software Design of Cognitive Radio Experimental Terminal and Implementation of OFDM PSAM Channel Estimation A thesis submitted to Xi’an Jiaotong University in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Engineering Science By Kun Niu (Information and Communication Engineering) Supervisor: Associate Prof. Xinmin Luo May 20xx 摘 要 I 論文題目： 認知無線電實驗 終端 的 軟件設(shè)計和 OFDM 導(dǎo)頻輔助信道估計 算法 的實現(xiàn) 學科 專業(yè)： 信息與通信工程 申 請 人 ： 牛坤 指導(dǎo)教師： 羅新民 副教授 摘 要 ? 認知無線電 (Cognitive Radio， CR)是一種用于提高無線通信頻譜資源利用率的技術(shù)，為了對認知無線電的理論方法和禮儀協(xié)議進行更深入的實驗評估和研究 ， 項目組在第一版實驗系統(tǒng)的基礎(chǔ)上， 研制了 第二版 認知無線電實驗系統(tǒng)。 論 文主要完成了 第二版 認知無線電 實驗 系統(tǒng) 中的 基帶和中頻 部分 的軟件設(shè)計，實現(xiàn)了基于 OFDM 的無線通信 功能 ， 并 在實驗 系統(tǒng) 中實現(xiàn)了 OFDM 導(dǎo)頻輔助的 信道估計 算法 。 論文首先介紹了認知無線電 實驗 系統(tǒng)的設(shè)計目標，總體結(jié)構(gòu)和性能指標。接著介紹了實驗終端 上 /下變頻器件和 D/A 器件的軟件配置，分析并解決了頻譜翻轉(zhuǎn)，子載波鏡像 ，高頻子載波幅度衰減等問題。 論文 設(shè)計了基帶和中頻各模塊間的 軟件 接口， 包括 接收通道下變頻器件與同步模塊 、 DSP 與同步模塊 、 DSP 與譯碼模塊間的接口， 保證數(shù)據(jù)能夠正確傳輸。然后介紹了 DSP 片內(nèi)外設(shè)的配置情況以及一些初始化配置。之后對如何提高系統(tǒng)有效數(shù)據(jù)率作了討論，列出了實現(xiàn)過程中所能達到的技術(shù)參數(shù)。 隨后 在總結(jié)常見的 OFDM 導(dǎo)頻輔助信道估計方法的基礎(chǔ)上， 論文 給出了適合實驗系統(tǒng)的信道估計實現(xiàn)方案， 完成了算法的 DSP 實現(xiàn)，通過對程序的時間和空間復(fù)雜度 的 分析，表明 算法能夠滿足 系統(tǒng)設(shè)計的 時序要求 。 最后論文 設(shè)計 了 閉環(huán)測試程 序 ，并 在 FDD 工作方式下對誤比特 率進行了測試 和分析，驗證了實現(xiàn)方案能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計的傳輸質(zhì)量要求。 論文提到的認知無線電實驗終端 軟件 設(shè)計 已完成并調(diào)試成功，系統(tǒng)能夠正常工作。實現(xiàn)了 OFDM 導(dǎo)頻輔助信道估計算法， 算法能夠滿足系統(tǒng)設(shè)計的時序 和傳輸質(zhì)量要求。 關(guān) 鍵 詞 ： 認知無線電實驗系統(tǒng) ； 正交頻分復(fù)用 ； 信道估計 ； DSP 論文類型 ： 應(yīng)用研究 ?本研究得到國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（“ 863”計劃）項目（編號： 20xxAA123940） 。陜西省自然科學基金 資助項目（ 20xxF41）；陜西省科技攻關(guān)計劃項目（ 20xxK04G11）資助。 西安交通大學碩士學位論文 ABSTRACT III Title: Software Design of Cognitive Radio Experimental Terminal and Implementation of OFDM PSAM Channel Estimation Speciality: Information and Communication Engineering Applicant: Kun Niu Supervisor: Associate Prof. Xinmin Luo ABSTRACT? Cognitive Radio is a smart technology used to improve the utilization of spectrum order to verify not only the theory of Cognitive Radio technology, but also the etiquette and protocol of Cognitive Radio, we designed a new cognitive radio experimental system.. This thesis mainly focuses on software design of the baseband and IF of the receiving module,the implementation of wireless munication of the second edition CR experimental system and the implementation of OFDM channel estimation based on the second edition CR experimental system. The content of the thesis can be summarized as follows:Firstly,design object,total stucture,and parameters of CR experimental system were ,the software configuration of IF devices was introduced,then the thesis analysized the reasons of spectrum flip,subcarrier mirror, highfrequency attenuation of design of interfaces between modules of baseband and IF,such as the interface between receiving module and sync module,the interface beween DSP and sync module and the interface between DSP and decoding module,was these interfaces data can be transmitted the configuration of DSP was the thesis discussed how to improve the data , on the basis of the introduction of mon OFDM PSAM channel estimation,the thesis introduced an implementation method of channel estimation for the CR experimental system and pleted the DSP implementation of the algorithm. The time and space plexity of the algorithm was result is that the algorithm can meet the timing the closedloop test program,the BER was tested and result is that the method can match the transmission quality requirements of the system. Software design of CR terminal has already been system can work implementation has already been finished too,and the conclusion that the algorithm can match the timing and quality requirements of the system is made. KEY WORDS: Cognitive radio experimental system。 OFDM。 Channel estimation。 DSP TYPE OF THESIS: Applied Research ? Funded by“ The research was supported by the Hitech Rearch and Development Program of China (“863”Plan)()“ ,“ The Nature Science Fundation of Shaanxi Province()” , “ The Science and Technology Plan Foundation of Shaanxi Province()” . 西安交通大學碩士學位論文 IV 目 錄 V 目 錄 1 緒論 ...................................................................................................................................... 1 選題意義及應(yīng)用背景 ................................................................................................... 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 ................................................................................................... 1 本文研究的主要工作和結(jié)構(gòu)安排 ............................................................................... 3 2 認知無線電系統(tǒng)概述 .......................................................................................................... 5 認知無線電系統(tǒng)的設(shè)計目標 ....................................................................................... 5 認知無線電實驗系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) ............................................................................... 5 認知無線電實驗系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) ................................................................ 5 認知無線電終端 .................................................................................................... 6 認知無線電實驗系統(tǒng)參數(shù) .................................................................................... 7 本章小結(jié) ....................................................................................................................... 8 3 認知無線電實驗終端中頻和基帶模塊的軟件設(shè)計 .......................................................... 9 中頻器件的配置 ........................................................................................................... 9 發(fā)送模塊中頻器件的配置 .................................................................................... 9 接收模塊中頻器件的配置 .................................................................................. 14 基帶和中