[發明專利]一種基于USRP的5G認知網絡系統架構及其方法

有效

• 申請號: 201710591215.9
• 申請日: 2017-07-19
• 公開（公告）號: CN107592173B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 崔翠梅;楊德智;金石;朱錫芳;王旭旭
• 申請（專利權）人: 常州工學院
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382;H04B1/00;H04L27/12
• 代理公司: 常州西創專利代理事務所(普通合伙) 32472
• 代理人: 武政

一種基于USRP的5G認知網絡系統架構及其方法，USRP通過以太網與主機計算機PC相連接；所述主機計算機PC中包括LabVIEW軟件平臺和NI USRP軟件套件，NI USRP軟件套件在LabVIEW中增加了NI?USRP驅動程序，所述LabVIEW軟件平臺中的程序通過NI?USRP驅動程序與所述USRP進行交互；LabVIEW軟件平臺中的程序包括認知程序，所述認知程序包括接收無線信號和發射無線信號模塊、頻譜感知模塊、確定發射頻率模塊、音頻信號FM調制模塊以及FM信號解調模塊。可以實現授權用戶和認知用戶對頻譜在不同時刻、不同頻段上的充分利用，同時避免了對授權用戶的干擾。

技術領域

本發明涉及5G認知網絡技術領域，具體涉及一種基于USRP的 5G認知網絡系統架構及其方法。

背景技術

在過去，頻譜分配是一種對特定的服務分配特定的頻段的方法。但這種頻譜分配方法使得頻譜利用率很低。為了提高頻譜資源的利用率，動態頻譜接入的方法被提出。此方法通過伺機接入認知用戶(Secondary User，SU)來和授權用戶(Primary User，PU)共享使用頻譜。動態頻譜接入的關鍵技術是認知無線電技術(CR)，CR可以感知并智能分析外部環境，根據分析結果自適應實時地調節某些配置參數(載波頻率，調制方式，傳輸功率等)，在保證用戶任何地點、任何時間都能可靠通信的基礎上實現對頻譜資源的有效利用。

預計到2020年左右，通信系統就會進入5G時代，到那時，不僅無線智能終端設備呈指數級增加，而且車聯網，物聯網技術也會有更多的應用。這對頻譜資源的利用率和帶寬提出了更高的要求。解決這一問題，采用認知無線電技術是一個比較可行的方案。軟件無線電技術是在4G網絡中的一項關鍵技術，它使得4G技術可以適用于不同的產品要求。在5G網絡中，軟件無線電同樣也會起著至關重要的作用。

軟件無線電(Software Radio，SR)，也稱為軟件定義的無線電 (Software DefineRadio，SDR)，是一種能夠兼容多種模式的無線通信設備。最初，軟件無線電是指多模式寬頻帶的無線電臺，這種電臺可以利用寫入在硬件上的軟件來實現所需要的功能。現在軟件無線電是把標準化、模塊化、通用化的硬件單元以總線方式或交換方式連接構成通信平臺，在這種平臺上可以寫入標準化、模塊化、通用化的軟件來實現不同無線通信功能的開放體系結構和技術。

此外，由于認知無線電在5G中的應用是新興技術，目前的研究基本局限于理論分析，缺少原型試驗平臺。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種基于USRP的5G認知網絡系統架構及其方法，可以實現授權用戶和認知用戶對頻譜在不同時刻、不同頻段上的充分利用，同時避免了對授權用戶的干擾，還可以進一步擴展到復雜網絡環境中，為未來5G通信網絡設計與實現提供重要的參考與應用價值。

為了克服現有技術中的不足，本發明提供了一種基于USRP的5G 認知網絡系統架構及其方法的解決方案，具體如下：

一種基于USRP的5G認知網絡系統架構，包括USRP，所述USRP 通過以太網與主機計算機PC相連接；

所述主機計算機PC中包括LabVIEW軟件平臺和NI USRP軟件套件，所述NI USRP軟件套件在LabVIEW中增加了NI-USRP驅動程序，所述LabVIEW軟件平臺中的程序通過NI-USRP驅動程序與所述USRP 進行交互；

所述LabVIEW軟件平臺中的程序包括認知程序，所述認知程序包括接收無線信號和發射無線信號模塊、頻譜感知模塊、確定發射頻率模塊、音頻信號FM調制模塊以及FM信號解調模塊。

進一步地，所述USRP為NI USRP，所述NI USRP通過千兆以太網與主機計算機PC相連接。

進一步地，所述主機計算機PC中還能夠引用MATLAB script以此來實現LabVIEW與MATLAB的聯調。