[发明专利]一种基于USRP的5G认知网络系统架构及其方法

说明书

一种基于USRP的5G认知网络系统架构及其方法，USRP通过以太网与主机计算机PC相连接；所述主机计算机PC中包括LabVIEW软件平台和NI USRP软件套件，NI USRP软件套件在LabVIEW中增加了NI‑USRP驱动程序，所述LabVIEW软件平台中的程序通过NI‑USRP驱动程序与所述USRP进行交互；LabVIEW软件平台中的程序包括认知程序，所述认知程序包括接收无线信号和发射无线信号模块、频谱感知模块、确定发射频率模块、音频信号FM调制模块以及FM信号解调模块。可以实现授权用户和认知用户对频谱在不同时刻、不同频段上的充分利用，同时避免了对授权用户的干扰。

技术领域

本发明涉及5G认知网络技术领域，具体涉及一种基于USRP的 5G认知网络系统架构及其方法。

背景技术

在过去，频谱分配是一种对特定的服务分配特定的频段的方法。但这种频谱分配方法使得频谱利用率很低。为了提高频谱资源的利用率，动态频谱接入的方法被提出。此方法通过伺机接入认知用户(Secondary User，SU)来和授权用户(Primary User，PU)共享使用频谱。动态频谱接入的关键技术是认知无线电技术(CR)，CR可以感知并智能分析外部环境，根据分析结果自适应实时地调节某些配置参数(载波频率，调制方式，传输功率等)，在保证用户任何地点、任何时间都能可靠通信的基础上实现对频谱资源的有效利用。

预计到2020年左右，通信系统就会进入5G时代，到那时，不仅无线智能终端设备呈指数级增加，而且车联网，物联网技术也会有更多的应用。这对频谱资源的利用率和带宽提出了更高的要求。解决这一问题，采用认知无线电技术是一个比较可行的方案。软件无线电技术是在4G网络中的一项关键技术，它使得4G技术可以适用于不同的产品要求。在5G网络中，软件无线电同样也会起着至关重要的作用。

软件无线电(Software Radio，SR)，也称为软件定义的无线电 (Software DefineRadio，SDR)，是一种能够兼容多种模式的无线通信设备。最初，软件无线电是指多模式宽频带的无线电台，这种电台可以利用写入在硬件上的软件来实现所需要的功能。现在软件无线电是把标准化、模块化、通用化的硬件单元以总线方式或交换方式连接构成通信平台，在这种平台上可以写入标准化、模块化、通用化的软件来实现不同无线通信功能的开放体系结构和技术。

此外，由于认知无线电在5G中的应用是新兴技术，目前的研究基本局限于理论分析，缺少原型试验平台。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种基于USRP的5G认知网络系统架构及其方法，可以实现授权用户和认知用户对频谱在不同时刻、不同频段上的充分利用，同时避免了对授权用户的干扰，还可以进一步扩展到复杂网络环境中，为未来5G通信网络设计与实现提供重要的参考与应用价值。

为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种基于USRP的5G 认知网络系统架构及其方法的解决方案，具体如下：

一种基于USRP的5G认知网络系统架构，包括USRP，所述USRP 通过以太网与主机计算机PC相连接；

所述主机计算机PC中包括LabVIEW软件平台和NI USRP软件套件，所述NI USRP软件套件在LabVIEW中增加了NI-USRP驱动程序，所述LabVIEW软件平台中的程序通过NI-USRP驱动程序与所述USRP 进行交互；

所述LabVIEW软件平台中的程序包括认知程序，所述认知程序包括接收无线信号和发射无线信号模块、频谱感知模块、确定发射频率模块、音频信号FM调制模块以及FM信号解调模块。

进一步地，所述USRP为NI USRP，所述NI USRP通过千兆以太网与主机计算机PC相连接。

进一步地，所述主机计算机PC中还能够引用MATLAB script以此来实现LabVIEW与MATLAB的联调。