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系統識別號 U0026-2007202020335000
論文名稱(中文) 以軟體定義無線電為基礎的動態頻譜接取平台
論文名稱(英文) A Dynamic Spectrum Access Platform based on Software Defined Radio
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 電信管理研究所
系所名稱(英) Institute of Telecommunications and Management
學年度 108
學期 2
出版年 109
研究生(中文) 林青青
研究生(英文) Ching-Ching Lin
學號 R96074018
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 51頁
口試委員 指導教授-陳文字
口試委員-沈宗緯
口試委員-林易泉
口試委員-林福林
中文關鍵字 動態頻譜接取平台  樹莓派  軟體定義無線電  GNU Radio  USRP  頻譜資源資料庫 
英文關鍵字 Dynamic Spectrum Access  Raspberry Pi  Software-Defined Radio  GNU Radio  USRP  Spectrum Database 
學科別分類
中文摘要 順應時代的演進,資通訊科技日趨蓬勃發展,帶動物聯網新興世代,各式設備相繼連結上網,因此頻譜資源的使用需求油然而生,但頻譜資源是非常有限的,面對大量頻譜資源使用的慾望,要如何將頻譜資源做最適的分配,並使提高使用效率,解決頻譜資源壅塞的問題,是當前電信產業與政府機關待解決的一大課題。
本研究設計此動態頻譜接取平台,用以增加頻譜資源的使用率,並使得頻譜資源更易於管制。本平台利用感知無線電 CR (cognitive radio) 技術,搭配GNU Radio平台偵測頻率使用狀況,將平台以Python撰寫架設於樹莓派(Raspberry Pi3)上,並透過MySQL進行頻譜資料的管理。研究主要分為三個主要的使用角色,分別為:中央管理者、監控管理者與一般頻譜使用者。一般頻譜使用者可以透過軟體定義無線電設備 (universal software radio peripheral, USRP),並設置所需發射的參數,感測周圍環境頻譜使用狀況,若目前某一段頻譜是閒置的,則可以藉由本研究平台向監控管理者發送頻譜使用的請求,監控管理者會連接至監控管理資料庫,並由資料庫進行干擾判斷,進而同意一般頻譜使用者之發射請求。而中央管理者的中央管理資料庫則用來儲存所有監控管理者的監控管理資料庫內容,具有最高的權限,管理所有的監控管理者與一般頻譜使用者。
英文摘要 With the evolution of the era, a wide variety of devices are connected to the Internet. The demand for the use of spectrum resources has emerged, but the spectrum resources are very limited. Facing this problem, how to make the most appropriate allocation of spectrum resources and improve the efficiency of spectrum usage is currently a major issue to be solved for mobile operators and government regulators. This study has designed a dynamic spectrum access platform to increase the utilization of spectrum resources and make spectrum resources easier to control. This platform can detect environment by CR (cognitive radio) technology and GNU Radio. Moreover, the platform is written in Python codes and built on the Raspberry Pi3 Model B+. Also we use MySQL as a database system to manage spectrum data. The study has three users, including central manager, supervisory manager and the end user. Central manager has the highest authority to manage all users. Supervisory manager can manage local user. The end user can sense surrounding environment through USRP (universal software radio peripheral). If a certain part of the spectrum is currently idle and no other devices nearby are using the certain spectrum resource, the end user can send a request to supervisory manager. This platform will make interference judgments, and then agree to the request if interference does not occur. At the same time, these approved spectrum and user information will be stored into database.
論文目次 第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目的 3
1.3 論文架構 4
第二章 文獻回顧與探討 5
2.1 動態頻譜接取 5
2.1.1 軟體定義無線電 8
2.1.2 感知無線電 9
2.1.3 頻譜資料庫 10
2.2 IEEE1900.X國際標準11
2.3 文獻歸納 14
第三章 研究架構 20
3.1 軟體架構 20
3.1.1 GNU Radio 21
3.2 硬體裝置介紹 22
3.2.1 USRP技術規格 22
3.2.2 樹莓派規格 23
3.3 感知無線電模組設計25
3.3.1 傳送端設計 26
3.3.2 接收端設計 27
3.4 動態頻譜接取平台 27
3.4.1 頻譜接取資訊 28
3.4.2 網際網路資料庫 29
3.4.3 平台整合架構 30
第四章 研究結果 31
4.1 平台架構與操作流程31
4.2 干擾判斷機制 35
4.2.1 通道偵測 35
4.2.2 基於自由空間路徑衰減判斷干擾可能性 38
4.2.3 平台實作 42
4.3 資料庫設計與實作 43
4.4.1 資料庫設計 43
4.4.2 資料庫同步 46
第五章 結論 48
5.1 結論 48
5.2 未來研究建議 49
參考文獻 50

參考文獻 [1] 國家通訊傳播委員會,“頻率資料庫查詢系統,” [Online]. Available: https://freqdbo.ncc.gov.tw/portal/index.aspx.
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