实现结果 - 频谱检测的方法和原理详细介绍

4.3.3 实现结果

总结如下，受制于 USB 总线的约束，USRP 不能检测超过 8MHz 的带宽（USRP 的USB2.0 最大数据传输速率为 32M Bytes/S，每个实采样点占用 2 个 Bytes，以一路复数采样进行单收或单发，则最高可达到 32/4=8M 复采样每秒，即最高发送或接收 8MHz带宽的信号）。因此，要对一段 RF 频段进行检测，必须以合适地步进值调节 RF 前端，这样就能检查很宽的频谱。在此设计过程中，为更好地表示指定频段内的频谱感知情况，通过设置 GNU Radio 的相关函数，我们选取 3MHz 这样的扫频间距。

频段扫描过程如下：
（1） 设置所要感知频段的最小、最大频率以及扫描次数 M；

（2） 对所选频谱范围进行间隔化，每一间隔值为 3MHz；

（3） 在第一个 3MHz 频段范围内对信号进行 AD 采样，得到 N 个点（本次设计 N 取256）；

（4） 进行 N 点 FFT，对得到的 N 个复数分别进行平方和运算，得出模值 ，再累加，求得平均值作为此 3MHz 间隔的模值，并由此求得功率大小，记录到文件中；

（5） 移频到下一个 3MHz 间隔，重复上面的步骤，直到扫描完频段内所有的每一个间隔；

我们对特定频段做多几次扫频，获得平均功率数据，使用 gnuplot 将数据画图。其中 Y 轴为平均功率，单位为 dBm；X 轴为频率，单位为 MHz。因为 400M 和 2.4G 频段上的功率量值不同，所以起始功率不同。见图 4-5 和图 4-6

 

 

从上两图中的检测结果可以非常直观的得到以下结论：

（1）2.4G 非授权频段非常拥挤，这段频率已经被大量的 wifi 设备使用殆尽，而且还有大量“不速之客”加进来干扰，比如蓝牙和微波炉开启产生的污染（图中 2430MHz处即是微波炉开启产生的信号辐射）。

（2）在 400M 授权频段上，除了某些频率一直有信号在占用，大部分频段大部分时间都是空闲的。这些授权频段无论从时间上还是从功率上分析，都非常适合认知无线电非授权用户的使用。

由美国频谱规划文件中如图 4-7 可知，400M-480M 范围内，国际通行的规划大部分都是划给移动通信，而在我国，大部分频段在民用范围内大部分时间都是静默的，只是450M 小灵通通信占用了一点，如上图可清晰的发现 450M 处被占用情况。

所以我们选择 400M 频段作为认知无线电动态接入的频段，可减少对授权用户的干扰，从时间和频谱空间这两个角度来说也比较容易找到空闲频段。