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本文主要研究了基于时分长期演进（Time Division Long Term Evolution,TD-LTE）技术的宽带认知集群通信系统上行信道物理层传输技术在多核数字信号处理器（Digital Signal Processor,DSP）上的实现及频域能量检测算法在上行信道干扰检测中的运用。论文首先介绍了宽带集群通信的发展现状及干扰认知技术在集群通信中的关键作用;分析了基于TD-LTE标准的宽带认知通信系统协议架构及协议栈中的干扰认知模块;介绍了物理层资源定义,并详细研究了宽带认知通信系统上行信道物理层链路的关键处理模块;根据协议标准,利用MATLAB仿真平台,搭建了宽带认知通信系统上行信道的浮点数据传输链路,分别在高斯和车载信道下仿真了上行信道传输性能。仿真结果表明,采用16进制正交调制方式,在车载信道下当信噪比达到11.4dB时,误比特率可达到10-4量级,可满足项目需求。论文基于TMS320C6670型多核DSP,搭建了上行信道的定点数据传输链路。论文首先结合DSP的多核并行运算及其他硬件资源特点,拆分组合了上行收发端各功能模块,利用核间同步机制,完成了收发端DSP处理的流程设计;论文深入研究了通过协调调用DSP核心和各协处理器,包括比特级协处理器、快速傅里叶变换协处理器和Turbo解码协处理器,以高效完成上行信道所涉及的信号处理关键模块的详细实现方法;在DSP上完成了支持多用户的宽带认知通信系统上行定点数据传输链路的搭建;测试分析了DSP上行信道收发端各环节的定点处理结果和MATLAB仿真链路的浮点结果之间的精度误差;统计分析了DSP上行信道定点链路各处理模块的时间复杂度;复杂度结果表明单子帧解调时长达到了小于1毫秒的要求,验证了接收端多核流水处理的可行性;在高斯信道和车载信道下,测试分析了DSP上行定点链路的传输性能,与MATLAB浮点链路误码率性能差距为0.3dB左右,符合定点实现要求;最后,在流水线结构和内存两方面对DSP处理的时间复杂度进行了优化。论文研究了频域能量检测算法在宽带认知通信系统上行信道干扰检测中的应用。研究分析了频域能量检测算法的原理,对比了连续均值消除法和前向连续均值消除法的优缺点;研究推导了高斯信道下,当上行信道存在数据传输时,数据符号和导频符号两种背景信号下检测统计量的统计特性,证明了此时的干扰检测与仅存在噪声时的干扰检测类似;在MATLAB上搭建了频域能量检测算法的干扰检测链路,分别在数据信号和导频信号的背景下,针对单音干扰、多音干扰和窄带干扰进行了干扰存在性检测,并特别考虑了针对窄带单载波频分复用干扰信号的检测;仿真结果表明,在数据信号背景下,当窄带单载波频分复用干扰信号的干噪比达到-8.4dB时,检测概率可达到90%。论文最后深入研究、设计并实现了宽带认知通信系统上行链路收发端DSP板卡与媒质接入层上位机和数字中频层FPGA（Field Programmable Gate Array）之间的层间高速通信接口方案。根据宽带认知通信系统的协议标准,分别利用以太网口和高速串口的通信模式,设计、实现并联合测试了上行链路收发端DSP板卡与各相邻层硬件间数据通道和控制通道的通信机制;在各层的调度控制下,测试并验证了上行链路收发端DSP基带处理和感知功能的时序正确性、数据处理正确性和满速率运行的可行性;配合高层协议栈和底层硬件模块完成了宽带认知通信系统的初步联合实现。