关于认知无线电与频谱管理的研究
关于认知无线电与频谱管理的研究
【摘要】本文对认知无线电、频谱管理进行了详细的说明，并阐述了在认知无线电技术下如何进行频谱管理。
【关键词】认知无线电；频谱管理；动态频谱管理技术
当前的无线网络采用的是固定频谱分配政策，有关政府机构根据一定规则将无线频谱资源固定地分配给授权用户使用。近年来随着对频谱资源需求的不断增加，固定分配频谱的政策在一些特定频段面临频谱资源匾乏的问题。于是，人们提出了认知无线电技术。认知无线电作为一种更智能的频谱共享技术，能够依靠人工智能的支持，感知无线通信环境，理论上允许在时间、频率以及空间上进行多维的频谱复用，从而给出了一种高效利用频谱资源的新途径，为有效解决信息流量急剧增加与频谱资源日益紧张之间的矛盾提供了技术支持，同时为解决无线通信网络间的互扰问题提供了新思路。
1认知无线电技术
认知无线电（cR）这一术语最早是瑞典皇家技术学院Joseph Mitola博士于1999年在软件无线电的基础上首次提出的fzl，是一种利用动态频谱访问技术，通过与其所在环境的交互动态改变发射机参数的无线电设备。它能够感知外界环境，并使用人工智能技术从环境中学习，通过实时改变某些操作参数（比如传输功率、载波频率和调制技术等），使其内部状态适应接收到的无线信号的统计性变化，以达到以下目的：
1.1任何时间任何地点的高度可靠通信：
1.2对频谱资源的有效利用。
现在世界上大多数对认知无线电的研究应用都是针对这两个目标来展开的。认知无线电通过分析外部环境提供的激励来认识它通信任务的内容，通过对接收和发送的信息内容进行分析，选择适当的解决方式
综上所述，认知无线电是一种能够依靠人工智能的支持，感知无线通信环境，根据一定的学习和决策算法，实时、自适应地改变系统工作参数，动态地检测和有效地利用空闲频谱的无线电。
根据上述定义，CR主要具有两大特性：一是认知能力，即通过与无线环境交互来实时感知特定的时间和位置上未使用的频谱部分，从而可以暂时使用这些未用的频谱资源，而不会妨碍许可的用户：二是可重配置性，可以对CR动态配置以便在各种频率上发送和接收信号，并使用其硬件设计支持的多种不同接人技术以获得最大的自适应性。通过这两种特性，可以选择最佳的频带和配置最佳的操作参数。
蓝牙技术使用的无线电频谱
蓝牙技术使用的无线电频谱 蓝芽技术采用2.4ＧＨｚ频段时，可能存在来自系统内部的干扰、蓝芽与其他通信系统之间的干扰和来自ＩＳＭ设备的干扰。其中，蓝芽系统内部的干扰应在设计系统设备时予以仔细考虑。蓝芽与其他通信系统的干扰，除在安排无线电业务进行电台频率指配时需要考虑外，还应特别注意研究使用同一频谱的ＷＬＡＮ系统（见表3）之间的干扰问题。为降低此类有害干扰，目前有的国家正在研究自适应跳频方式或把跳频的频点数减少为26 个等技术方案。应当指出，将无线载波数由79 个减少为26 个，虽不会降低数据传输速率，但是这有可能降低系统的综合抗干扰能力。 ＩＳＭ设备工作时产生的电磁辐射是蓝芽系统的重要干扰源，因此必须重 视和注意研究它们的电磁辐射机理和对通信的干扰问题。工作在 2400～2500ＭＨｚ频段，对蓝芽技术影响较大的典型ＩＳＭ设备主要是数量相当大的家用微波炉和商用微波炉。据统计，近10 多年来，全球现有家用微波炉总数超过2 亿台。这种微波炉大多采用单磁控管，功率为600～800Ｗ，工作时发射连续波，各不同厂家的产品虽有些差异，但中心频率都在 2450～2460ＭＨｚ之间。据研究分析，家用微波炉的辐射频谱很宽，中心频率处辐射最强，逐渐向两侧递减，等效全向辐射功率（ＥＩＲＰ）大约为＋16ｄＢｍ～＋33ｄＢｍ。有人做过实验，过于靠近（如1ｍ）微波炉的蓝芽系统的误码率（ＢＥＲ）会大大增加。3 结束语蓝芽技术是一项应用极为广泛的高新技术，它的创意对满足人们获取信息的需求和促进信息化发展将会有很大影响。国家要在政策上包括技术发展政策上给予支持和指导，加速研发和试验推广工作。我国的市场和应用潜力巨大，应予以重视。尤其是该技术采用
无线电频率管理及业务划分
无线电频率管理及业务划分 无线电频谱是一种宝贵的自然资源,是现代社会得以发展的基本要素之一。它为人类所共有,为人类所共享。《条例》第四条明确:无线电频谱资源属国家所有。这是我国首次在法律上确认了无线电频谱资源作为一种自然资源的性质和地位。 无线电频谱具有一般自然资源共有的属性,也具有独特的个性。如同土地、矿产、水资源一样,无线电频谱是有限的，我国将3赫兹-3000吉赫范围内的频率列为无线电频谱,这是基于人们对无线电波的认识水平而定的。实际上,由于技术条件的限制,目前仅仅在几十吉赫以下的频谱得到了应用。这就是说,人们目前能够使用的无线电频谱仅仅是划分的总量的十分之一而己。在已用的频谱范围内,尽管可以通过科学管理和技术手段对其充分利用,但在一定的时间、空间条件下,其利用毕竟是有限的。不同于土地、矿产等资源,无线电频谱具有非耗竭性，它可以被使用,但不会消耗掉。因此,不使用就是一种浪费。另外,由于无线电频谱具有传播固有性,使用不当也会造成浪费,甚至会带来危害。为此,我们必须加强频谱的管理,使其得到合理、充分的利用。 国家无线电管理部门代表国家对整个无线电频率从宏观上作出统一部署和长远计划，这种部署和规划主要是根据各种无线电业务的特点和需要,在国际电联总的要求下,划分频段,分配频率,使各种无线电业务在指定的频段内充分合理利用。 国际上负责无线电频谱管理的机构是联合国国际电信联盟(ITU)下设的无线电通信部门。各国无线电管理机构先将本国的无线电业务所用的频率报该部门,经审查后对这些频率进行登记。国际电信联盟一般每二年召开一次各成员国参加的世界无线电行政大会,也就是现改称为世界无线电通信大会,共同协商重大的频谱分配和使用方面的问题,各国又根据其决议对本国的无线电业务的频段进行划分或调整。因此,不管在国际上还是在国内,无线电业务的分类和所划分的频段不是一成不变的,根据业务的需要、技术水平的发展会有所变动或调整。
认知无线电中频谱感知技术研究+Matlab仿真
毕业设计（论文）题目：认知无线电中频谱感知技术研究专业： 学生姓名： 班级学号： 指导教师： 指导单位： 日期：年月日至年月日
摘要 无线业务的持续增长带来频谱需求的不断增加，无线通信的发展面临着前所未有的挑战。无线电频谱资源一般是由政府统一授权分配使用，这种固定分配频谱的管理方式常常会出现频谱资源分配不均，甚至浪费的情形，这与日益严重的频谱短缺问题相互矛盾。认知无线电技术作为一种智能频谱共享技术有效的缓解了这一矛盾。它通过感知时域、频域和空域等频谱环境，自动搜寻已授权频段的空闲频谱并合理利用，达到提高现有频谱利用率的目的。频谱感知技术是决定认知无线电能否实现的关键技术之一。 本文首先介绍了认知无线电的基本概念，对认知无线电在 WRAN 系统、UWB 系统及 WLAN 系统等领域的应用分别进行了讨论。在此基础上，针对实现认知无线电的关键技术从理论上进行了探索，分析了影响认知网络正常工作的相关因素及认知网络对授权用户正常工作所形成的干扰。从理论上推导了在实现认知无线电系统所必须面对的弱信号低噪声比恶劣环境下，信号检测的相关方法和技术，并进行了数字滤波器的算法分析，指出了窗函数的选择原则。接着详细讨论了频谱检测技术中基于发射机检测的三种方法：匹配滤波器检测法、能量检测法和循环平稳特性检测法。为了检验其正确性，借助 Matlab 工具，在Matlab 平台下对能量检测和循环特性检测法进行了建模仿真，比较分析了这两种方法的检测性能。研究结果表明：在低信噪比的情况下，能量检测法检测正确率较低，检测性能远不如循环特征检测。 其次还详细的分析认知无线电的国内外研究现状及关键技术。详细阐述了频谱感知技术的研究现状和概念，并指出了目前频谱感知研究工作中受到关注的一些主要问题，围绕这些问题进行了深入研究。 关键词：感知无线电；频谱感知；匹配滤波器感知；能量感知；合作式感知；
认知无线电学习笔记二-频谱感知方法总结
研究初期。大量文献。判断有无信号传输。识别信号类型。 1)匹配滤波器 主用户信号已知时最佳。感知速度快。但对信号已知信息的要求高，感知单元的实现复杂度极高（需要对大量类型信号的匹配滤波）。 2)基于波形的感知 已知主用户信号的patterns（用于同步等的前导序列等等），对观测数据做相关。在稳定性和收敛速度上比基于能量检测的感知要好。 判决门限的选取。信号功率因信道传输特性和收、发信机之间的距离的不确定性而难以估计。实际中，可由特定的虚警概率给出门限，此时只需知道噪声方差。 3)基于循环平稳性的感知 信号的平稳特征由信号或信号统计量（期望、自相关等）周期性引起。利用循环相关函数（而非功率谱密度）检测信号，可将噪声与信号分离。因为噪声广义平稳无相关量，而调制信号由于循环平稳而存在谱相关。循环谱密度（CSD）函数的计算是对循环自相关函数做傅里叶变换。循环频率与信号的基本频率一致时，CSD函数输出峰值。 4)基于能量检测的感知 低运算复杂度和低实现复杂度。缺点在于：判决门限的选择困难；无法区分能量来源是信号还是噪声； 低SNR条件下性能差。噪声水平的动态估计，降秩特征值分解法。GSM时隙能量检测，需与GSM系统同步，检测时间限制在时隙间隔内。FFT之后频域能量检测。检测概率在各种信道条件下的闭式解。 5)无线电识别 识别主用户采用的传输技术。获得更多的信息，更高的精度。比如蓝牙信号的主用户位置局限在10m 之内。特征提取和归类技术。各种盲无线电识别技术。 6)其它感知方法 多窗口谱估计。最大似然PSD估计的近似，对宽带信号接近最优。计算量大。 Hough变换。 基于小波变换的估计。检测宽带信道PSD的边界。 协同感知—— 协同（合作、协作）用来应对频谱感知中噪声不确定性、衰落和阴影等问题。解决隐终端问题，降低感知时间。提出有效的信息共享算法和处理增加的复杂度是协同感知要解决的难题。控制信道可利用：1）指配频带；2）非授权频带；3）衬于底层的UWB。 共享信息可以是软判决或硬判决结果。（基于能量检测的）感知合并方式：等增益合并、选择式合并、Switch & Stay（扫描式）合并。协同算法应：协议开支小；鲁棒性强；引入延迟小。 非协同感知，优点为计算和实现简单，缺点为存在隐终端问题、多径和阴影的影响。 协同感知，优点为更高的精度（接近最优）、可解决阴影效应和隐终端问题；缺点为复杂度高、额外通信流量开支和需要控制信道。 协同感知的两种实现形式： 1)中心式感知。中心单元广播可用频谱信息或直接控制CR通信。AP。硬信息合并、软信息合并。 2)分布式感知。彼此共享信息，自己对频谱做出判决。不需要配置基础结构网络。 外部感知—— 外部感知网络将频谱感知结果广播给CR。优点：可解决隐终端问题和衰落及阴影引起的不确定性；CR无需为感知分配时间，提高频谱效率；感知网络可以是固定的（避免电池供电）。外部感知可以是连续的或周期性的。感知数据传递给中心节点进一步处理，并将频谱占用信息共享。
无线电频谱资源审计方法 第3部分：电视和声音广播系统 编制说明
无线电频率使用率评价方法第3部分：电视 和声音广播系统 （征求意见稿） 编制说明 标准起草小组 2020年3月
编制说明 1．标准“范围”的内容 本部分规定了对调频频段广播系统、地面电视系统频率使用率评价的专用方法，通过以固定监测站监测为主，以车载或可搬移式监测设备为辅的方式，利用常规监测设备、调频广播和地面电视专用监测设备开展测试，具体包括频率使用率评价方法、测试系统要求、测试要求等内容。 本部分适用于调频广播、调频频段数字音频广播、地面数字及模拟电视的频率使用率评价测试。2．工作简况，主要包括：任务来源、主要工作过程、各起草单位和起草人及其在起草过程中所承担的工作等情况、对标准草案进行会议讨论范围、征求意见的范围、审查的范围2018年国家标准化管理委员会《关于下达第四批推荐性国家标准计划的通知》（国标委发函﹝2018﹞83号）中将“无线电频谱资源审计方法”系列标准纳入国家标准制修订计划，项目编号为：20184245-T-339，项目计划名称为“无线电频谱资源审计方法第3部分：电视和声音广播系统”。 本标准项目任务下达后，国家无线电监测中心（以下简称中心）筹备成立标准起草组，依据2016年以来国家无线电办公室开展的全国无线电频谱使用评估、使用率评价工作，制定此标准。 2016年底，《中华人民共和国无线电管理条例》（以下简称《条例》）正式发布，《条例》中对无线电频谱资源的使用率要求提出了具体要求，第十六条指出无线电频率使用许可证应当载明无线电频率的用途、使用范围、使用率要求、使用期限等事项，第二十六条指出除因不可抗力外，取得无线电频率使用许可后超过2年不使用或者使用率达不到许可证规定要求的，做出许可决定的无线电管理机构有权撤销无线电频率使用许可，收回无线电频率。2017年12月15日，工业和信息化部颁布《无线电频率使用率要求及核查管理暂行规定》（工信部无[2017]322号，以下简称《暂行规定》），并规定自2018年1月1日起施行，以具体支撑《条例》中无线电频率使用率的要求。《暂行规定》规定对无线电频率使用率采用频段占用度、年时间占用度、区域覆盖率以及用户承载率（用户规模）等指标进行评价，并特别对各种指标进行了定义，对陆地移动通信、水上移动通信、固定业务、无线电测定业务、气象辅助业务及空间无线电电台和卫星通信网等的使用率指标进行了规定，但指标中没有具体提及广播及电视方面的内容。 前期工作情况：2016年，为满足国家无线电办公室组织的全国无线电频谱使用评估专项活动工作技术要求，在工业和信息化部无线电管理局指导下，在调研我国无线电管理需求并结合监测能力和厂商意见基础上，中心起草了《无线电频谱使用评估通用方法》建议并经无线电管理局认可，提出了评估指标及计算方法。2016年、2017年，全国无线电管理机构以此通用方法，开展了针对公众移动通信、通信卫星、广播等多项无线电业务的频率使用情况评估工作，中心参与支撑相关工作，协助无线电管理局完成了2016、2017年国家无线电频谱使用评估报告，为我国频率资源事中、事后管理提供了有力的支撑。国家
无线电频谱监测
广东省无线电频谱监测统计工作规范 （试行） 广东省信息产业厅 二○○七年十月十六日
目录 第一章总则 (3) 1.1目的 (3) 1.2适用范围 (3) 1.3参考文件 (3) 1.4名词解释 (4) 第二章无线电频谱监测统计工作职责 (5) 2.1省级无线电管理机构的工作职责 (5) 2.1.1广东省信息产业厅（广东省无线电管理办公室）的工作职责 (5) 2.1.2广东省无线电监测站的工作职责 (5) 2.2各地以上市（含地级）无线电管理机构的工作职责 (5) 第三章无线电频谱监测统计工作内容 (6) 3.1无线电频谱监测工作计划的制定 (6) 3.2无线电频谱监测统计 (6) 3.2.1监测频段范围 (6) 3.2.2监测时间要求 (6) 3.2.3监测内容及技术方法 (6) 3.3监测情况总结 (7) 3.4监测统计结果的上报 (7) 第四章无线电频谱监测统计工作技术规范 (8) 4.1频道占用度 (8) 4.1.1频道占用度的计算公式 (8) 4.1.2频道占用度测试方法及测试参数的设定 (8) 4.1.3频道占用度测试的设定 (9) 4.2频段占用度 (9) 4.2.1频段占用度的计算公式 (9) 4.2.2频段占用度统计方法 (10) 4.2.2.1同城单站频段占用度数据统计方法 (10) 4.2.2.2同城多站频段占用度数据统计方法 (10) 4.2.3全省频段占用度数据统计方法 (11) 4.3测量结果记录和上报要求 (11) 4.3.1测量数据记录要求 (11) 4.3.2测量数据上报要求 (11) 第五章?无线电频谱监测统计报告?报送要求 (12) 5.1?无线电频谱监测统计报告?内容及格式要求 (12) 5.1.1文字部分 (12) 5.1.2报表部分 (12) 5.2报送时间及报送方式要求 (13) 第六章无线电频谱监测统计报告评价指标体系 (14) 6.1评价机制 (14)
解析无线电频谱资源的七大特性
解析无线电频谱资源的七大特性 于2007年颁布施行的《中华人民共和国物权法》第五章第五十条规定“无线电频谱资源属于国家所有”，这是我国首次在法律中明确规定无线电频谱资源的国有属性。那什么是无线电频谱资源呢？ 电磁场产生的波在空间以不同的频率传播（电磁场变化的速率被称为频率），这些频率的集合统称为电磁频谱，电磁频谱中3000GHz以下的频率被称为无线电频谱。因此，无线电频谱是自然存在的无线电频率的集合。 无线电频率作为自然界天然存在的一种自然资源，它具有以下6种特性： 第一，有限性。由于较高频率上的无线电波的传播特性，无线电业务不能无限地使用更高频段的无线电频率，目前人类对于3000GHz以上的频率还无法开发和利用，尽管无线电频率可以根据时间、空间、频率和编码四种方式进行复用，但就某一频段和频率来讲，在一定的区域、一定的时间和一定的条件下其使用是有限的。 第二，排他性。无线电频谱资源与其他资源具有共同的属性，即排他性，在一定的时间、地区和频域内，一旦某个频率被使用，其他设备则不能以相同的技术模式再使用该频率。 第三，复用性。虽然无线电频率使用具有排他性，但在特定的时间、地区、频域和编码条件下，无线电频率是可以重复使用和利用的，即不同无线电业务和设备可以进行频率复用和共用。
第四，非耗竭性。无线电频谱资源不同于矿产、森林等资源，它可以被人类利用，但不会被消耗掉，不使用它是一种浪费，使用不当更是一种浪费，甚至由于使用不当产生干扰而造成危害。 第五，传播特性。无线电波按照一定规律传播，不受行政地域的限制，是无国界的。 第六，易污染性。如果无线电频率使用不当，就会受到其他无线电台、自然噪声和人为噪声的干扰而无法正常工作，或者干扰其他无线电台站，使之无法准确、有效和迅速地传送信息。 正是这些特性，使无线电频谱资源有别于土地、矿藏、森林等自然资源，需要对它科学规划、合理利用、有效管理，才能使之发挥巨大的资源价值，成为服务经济社会发展和国防建设的重要资源。 当前，各国尤其是发达国家对无线电频谱资源重要性的认识不断提高，国际间的频谱资源竞争日趋激烈。无线电频谱资源是支撑现代信息通信产业发展的基础资源，移动电话、集群通信、卫星通信、宽带无线接入等无线通信业务的存在和发展都有赖于频谱资源；无线电频谱资源是推动各行业信息化的重要资源，各种无线电技术的应用成为相关行业顺畅运行和效率提升的重要因素；无线电频谱资源在重大安全保障领域发挥着不可替代的作用，在诸如奥运会、世博会、汶川地震等重大社会活动中和自然灾害面前，无线电信息通信保障意义重大；无线电频谱资源是打赢信息化战争的重要保障，现代战争中制电磁权已经被提升至和制海权、制空权同等的地位。无线电频率的自然属性和经济社会属性决定无线电频谱资源归国家所有，无线电频谱资源的拥有、配置和管理带有国家主权特征。
认知无线电频谱检测
Xilinx大学生竞赛项目申请报告提纲及说明 1． 项目背景 （1）项目名称：认知无线电的频谱检测 （2） 项目背景：随着无线通信需求的不断增长，可用的频谱资源越来越少，呈现日趋紧张的状况；另一方面，人们发现 全球授权频段尤其是信号传播特性较好的低频段的频谱利 用率极低。认知无线电技术为解决频谱利用率低的问题提 供了行之有效的方法。由于认知无线电在使用空闲频段进 行通信的同时不断地检测授权用户的出现，一旦检测到授 权用户要使用该频段，认知无线电用户便自动退出并转移 到其他空闲频段继续通信，确保在不干扰授权用户的情况 下，与他们进行频谱共享。这样一来，在没有增加新频段 的情况下提升了用户量，且保证授权用户和认知用户通信 的可靠性，大大提高了频谱的使用效率。 （3）项目内容：本次课题主要研究认知无线电频谱检测的FPGA 实现。目前最为常用的认知无线电频谱检测方法是能量检 测。我们将一路电视信号下变频至基带信号再进入电路调 理模块对信号进行50欧匹配，并对信号进行放大，然后用 宽带A/D对信号进行采样，将采样后的数字信号做8点FFT 运算，再通入能量和累加电路，最后通过能量阈值判决电 路，判断频带的利用情况，从而找到频谱空穴，为认知无 线电的功能实现打下基础。 （4）项目难点：（1）高效低成本的FFT模块的设计与实现。 （2）累加器和阈值判决电路模块的设计与实现。 （5）项目的开发意义：认知无线电的显著特征是具有认知能 力，认知功能包括频谱感知，频谱分析和频谱判决。频谱 感知用于频谱空穴检测，是认知无线电系统实现的前提之 一。 （6） 硬件开发平台：Spartan 3E Board 2． 频谱感知的背景知识 本次设计以四通道的电视信号为例进行实现，在我国一路电视信号的传输需要8M的带宽，那么传输四路电视信号需要32M的带宽才 能实现。 我们将该四路电视信号进行复信号处理和频谱搬移，使其生成I,Q 两路正交信号，其AD频率采样为32MHZ，为了检测各个通道的频谱
国外频谱管理的现状
国外无线电频谱的管理现状 一、外部环境 二十一世纪将是信息社会时代，谁掌握了信息谁就有了竞争的优势。信息时代将改变人们的工作方式以及生活方式，而且将彻底改变世界利益的格局和竞争的态势。通信的重要性已经不仅表现为社会的基础设施，它已经成为现代社会生产力的要素和综合国力的组成部分。因此世界各国均投入巨资，促进和加强通信的现代化。无线电通信是传递信息的重要手段，为全社会提供着各类信息传递服务，在社会协调、经济发展、国防建设和人民生活中发挥着重要的作用。每天收听无线广播电台，使用蜂窝移动通信技术已经是人们同常生活中不可缺少的一部分了，尤其是移动状态下的通信，无线电已经成为其他方式无法替代的手段。无线电通信广泛的应用于公众通信、广播、电视、交通、石油化工、气象、渔业、旅游、教育、国防、公共安全等部门，并大量用于外贸、金融、证券、工商、体育等社会的各行各业，对于促进信息交流、保障国家安全、维护社会稳定、搞好生产调度、丰富人们物质文化生活都发挥着重要的作用，具有明显的社会与经济效益。 如上所述，无线电频谱是一种特殊宝贵的自然资源，它的应用非常重要而且广泛。当前在人类走向信息社会的情况下，无线电频谱越来越显得重要，可以说谁能够对无线电频谱资源丌发的充分，管理与利用得更科学有效，谁就能够在国际范围的竞争中处于优势地位。由于无线电频谱的管理涉及到很多方面，不仅有频率的划分、分配和设置无线电台的频率指配等问题，还有无线电设备的研制、生产和销售等问题。既有行政管理问题，又有技术问题。因此，管理无线电频率，台站和设备必须综合采用行政管理，法制管理，经济管理，技术管理等有效手段行政管理手段是无线电频谱管理工作中最常使用的手段，目前还被很多国家政府所采用。一般由相关政府机构颁布对频谱资源的利用与指配规则，指定相对业务，并采取执照或许可的方式对使用频谱资源的设备进行市场准入。 二、国外无限频谱管理现状 首先，无线电管理部门需要详细规定频率划分政策，指定频谱使用规则。例如美国的联邦通信委员会(FCC)就颁布实施了通信管理条例共一百余个部分，详细规定了各段频谱资源可用于进行的无线业务；并详细规定了相对应设备的技术指标。 目前制定无线电管理法的国家有日本《电波法》、澳大利亚《RadioCommunication Bill))、新西兰((Radio Communication ACT))、中国《无线电管理条例》，美国、英国、荷兰则以通信法((Communication ACT))涵盖之。 1.下面主要介绍美国无线电管理 美国电信方面的法律已形成比较完整的体系，主要有：通信法(Communication Act of 1934)，1996年作了较大的修改，称作Telecommunication Act of 1996。主要修改是增加保证公平竞争方面的规定和促进技术发展的规定等。卫星通信法(Communication Satellite Act of l 962)国家电信和信息管理组织法(National Telecommunications and InformationAdministration Organization Act)电话揭发和争端解决法(Telephone Disclosure and DisputeAct)法律执行通信援助法(Communications Assistance for Law Enforcement Act)附加通信法令(Additional Communications Statute)
无线电环境中的动态频谱分配
无线电环境中的动态频谱分配 林晶 北京邮电大学电信工程学院，北京(100876) E-mail：linjing0597@https://www.sodocs.net/doc/1d17491112.html, 摘要：本文简要介绍了为了解决无线通信频谱紧张的现状提出的动态频谱分配的方法。首先介绍了频谱分配的3种基本方法，并将他们进行比较，引出contiguous动态频谱分配。重点介绍了全局，时域和空域方面动态频谱分配的经典算法结构。 关键词：固定频谱分配，动态频谱分配，contiguous动态频谱分配 1.引言 目前的无线电频谱被划分为不重叠的区域，并把他们分配给不同的无线电标准。频谱的独有使用解决了标准之间冲突的问题，但是这种频谱固定分配（FSA）仍然存在着许多缺点。首先，先前被分离的不同无线行业现在正在有合并的趋向，由不同系统支持的服务的界限也变得模糊不清。随着核心网连接不同系统形成了一个复杂的无线网络，在将来也会有更大的兼并。它影响了过去这种对于不同服务的调整机制，使得它变得不不合时宜。其次，大部分的通信网络受限于时间和地点的变化，所以在某时某地某些用户的无线频谱处于不充分利用时，其他某个用户正处于频谱短缺的时候。基于无线频谱的商用价值和频谱利用率的重要性，诸如此类的浪费必须避免。所以，动态频谱分配（DSA）应运而生。 2.动态频谱分配的方法 对于DSA的方法，比较被给予肯定的DSA方法有两种[1]：contiguous DSA 和 fragmented DSA。如图2-1，表示了固定频谱分配（FSA），contiguous DSA 和 fragmented DSA这三种频谱分配方法的示意图。 图2-1 固定频谱分配，contiguous DSA 和 fragmented DSA的频谱分配示意图[1] 固定频谱分配将临近的频谱分配给临近的RAN，频谱之间有适当的保护频带。但顾名思义，无论业务量大小，分配给各RAN的频谱量是固定不变的。contiguous DSA可以被看成是FSA到DSA的演变阶段，它仍然使用邻近的频谱分配给不同RANs，在频谱之间也有适当的保护频带将他们分开，但是，分配给不同系统的频谱宽度可以根据业务量变化。只有
国家无线电监测中心国家无线电频谱管理中心-中国无线电管理
国家无线电监测中心 国家无线电频谱管理中心 VHF 地空话音与数据通信系统监测方法
国家无线电监测中心 国家无线电频谱管理中心
国 家无线电监测中心 国家无线电频谱管理中心 目 录 1 范围 ...................................................................... 4 2 规范性引用文件 ............................................................. 4 3 术语和定义 ................................................................. 4 4 VHF 地空数据通信系统 . (6) 4.1 通信频率 ..................................................... 6 4.2 信号类型及参数特征 ............................................. 6 4.3 系统框图 ..................................................... 7 4.4 设备组成 ..................................................... 8 4.5 设备主要技术参数 . (9) 4.6 设备发射场强和有效辐射功率 (9) 5 监测设备配置规范 (9) 5.1 监测设备总的要求 .............................................. 9 5.2 接收机的基本要求 .............................................. 9 5.3 测量天线 .................................................... 10 5.4 射频电缆 .................................................... 10 6 VHF 地空数据通信系统监测方法 . (10) 6.1 监测方式 .................................................... 10 6.2 监测地点 .................................................... 11 6.3 监测类型 . (11) 6.4 监测流程 .................................................... 12 6.5 场强测量 .................................................... 13 6.6 占用度测量 ................................................... 13 6.7 干扰判定分析 ................................................. 14 6.8 干扰类别分析 ................................................. 15 6.9 干扰源定位方法 ............................................... 16 附录A ...................................................................... 18 附录 B ..................................................................... 20 附录 C (21)
认知无线电频谱分配的博弈论方法
《认知无线电频谱分配的博弈论方法》总结 张烨，龚晓峰 2009 摘要：问题：认知无线电中频谱分配问题备受关注，分配给用户的频谱资源却在时间或空间上存在不同程度的闲置。分析：为了提高频谱分配，需要涉及大量策略选择问题，可以利用博弈论的相关原理进行分析研究。解决问题方法：建立合适的认知无线电频谱分配问题的博弈论框架，从而促进无线通信的发展。 1、提出问题：无线通信技术不断发展，人们对无线通信需求不断增长，适用于无线通信的 频谱资源变得日益紧张，提高频谱利用率是当前亟待解决的问题。 2、分析问题： 2.1认知无线电技术：通过对周围环境的感知，动态改变传输功率、载频、调制方式等传输参数以适应运行环境的变化，从而提高频谱利用率[。 2.2认知无线电的频谱分配技术 2.2.1问题:在认知无线电中，频谱分配是根据需要接入系统的节点数目及其 QoS 要求将频谱分配给一个或多个指定节点。 2.2.2分析：（1）因此需要一种更为有效的频谱分配方法从而在各地区和各时间段里有效地利用空闲频谱，提高频谱利用率。频谱分配策略的选择直接决定系统容量、频谱利用率以及能否满足用户因不同业务而不断变化的需求。 （2）认知无线电的频谱分配原则:1)保证灵活性。2）应能提高系统性能。3）应尽量减小信令开销和计算量。
2.3.1问题：图论模型和定价拍卖模型都有很大的局限性，无法更好推动认知无线电频谱分配问题。 2.3.2分析：在频谱分配算法设计过程中，设计了大量的策略选择问题，因此需要提出新的频谱分配模型。 2.3.3解决方法：对于涉及策略选择的频谱分配问题，可以利用博弈论对相关的自适应算法进行分析。在分析过程中，主要需要确定以下四个方面的问题：(1) 算法是否具有稳 定状态；(2) 这些稳定状态是什么；(3) 这些稳定状态是否满足需要；(4) 算法收敛到稳定状态所需要的约束条件 图（1）认知无线电博弈论分析流程 1）论证算法具有稳定状态。在多数博弈论模型里，分布式算法的稳定状态为纳什均衡。 一般情况下，判断一个博弈过程中存在纳什均衡的充分条件：a、参与者集合是有限的；b、行动集合是封闭的，有界的凸集；c、效用函数是在行动空间上的连续的、拟凹函数。 补充1、纳什均衡：若一个行动向量满足：ui(a)≥uibi,a-i)?i∈N,bi∈Ai，则向量 a 被称为纳什均衡。也就是说，在参与者集合里，如果没有一个参与者能够靠自身行动的改变来提高自身收益时，整个参与者集合对应的行动向量就称为纳什均衡。 补充2、实际应用中，绝大多数算法都满足这些条件，即多数认知无线电的算法都有一个默认的稳定状态。 2）判定稳定状态。通过遍历一个博弈过程中所有可能的行动向量来判定一个博弈过程中 所有的稳定状态。 3）确定稳定状态是否满足需求。在找到纳什均衡点后，还应该确定此纳什均衡点是否为 我们所需要的。 3）.1举例模型:一个具有中心接收机的单一簇 DS-SS 网络，除了中心接收机外，网络中的所有节点调整它们的发射功率，使得信号与加性干扰噪声比达到最大。所有者参与者的效用函数方程： ( ui(p)=hipi/??(1/k) k∈N\i∑hpkk+σ] （1） 其中，参与者集合是簇中除了中心接收机外的节点；行动集合是所有可能的功率等级(假设可选的功率等级有限)；所有参与者的效用函数由式（1）给出；pi 是节
无线电频谱监测系统
无线电频谱监测系统 Morrow Technologies公司的无线电频谱监测系统能够监测无线电信号的频谱、电平、带宽、C/No等技术参数，并在各个技术参数超出规定的范围时发出报警，使得操作人员能够快速地采取必要的措施。该频谱监测系统能够自动地观测载波参数，显示出现的干扰信号，并在出现问题时发出声音报警或网络报警。对于瞬时出现的信号问题，本系统提供数据存储功能，您可以通过回放纪录的信号参数和频谱来分析出现的异常现象，是一个非常方便的分析工具。 VigilCom系列产品可以完成远程频谱监测，一个RU的设备机箱中包括一个频谱分析仪、一个分析载波参数的I/Q信号处理器、一个通信处理器（网络控制、监测、频谱和参数存储、和SNMP告警），可达8个输入接口的同轴开关单元，和软件。 本系统支持实时远程监测分布多个地点的多个信号频谱，多个用户能够同时监测，方便各地的技术人员共同参与问题的分析和解决。本系统具有灵活的外部通讯接口，包括以太网口、调制解调器接口、RS232串行接口、USB接口等可供选择。 1 of 6
美国Morrow Technologies公司简介 Morrow Technologies公司是由多位具有电子、软件、系统开发背景的工程师于1984年创立的，在过去的二十多年中，公司从面向客户的工程技术公司成长为一个包含设计、研制开发、和生产制造的科技企业实体。作为电子测量领域中公认的高质量、高性能射频微波频谱分析仪的制造商，Morrow Technologies公司针对各种应用开发了多个产品系列，包括能够连续远程监测射频频谱的L频段频谱分析仪（配合相应的下变频器，可用于监测卫星通信的S频段、C频段、X频段、Ku频段、和Ka频段的上下行信号频谱）、适用于广播电子新闻采集系统的频谱分析仪、以及电子侦察使用的高性能频谱分析仪。 Morrow Technologies公司是一个由公司员工持股的私营公司，公司的全部运营位于美国佛罗里达州圣彼斯伯格市一个38,000平方英尺的现代化建筑中进行，百分之二十的公司员工是工程师。 Morrow Technologies公司的产品包括： 远程频谱监测系统 产品型号频率范围 VC35009 KHz - 3.5 GHz VC1800100 KHz - 1.8 GHz VC-7052 MHz to 88 MHz VC70/800B 52 MHz to 88 MHz 790 MHz to 840 MHz 频谱分析仪配套设备 产品型号 描述 CS4/8射频同轴开关单元LOG频谱数据存储单元S&L多用户使用许可 无线电侦查系统 产品型号频率 RAVEN*100 KHz - 3.5 GHz * RAVEN系列产品在美国以外的销售需要美国出口管理局的出口许可。 2 of 6
认知无线电研究背景意义与现状
认知无线电研究背景意义与现状 1 认知无线电的产生背景 2 认知无线电的产生 3 认知无线电技术的国内外研究现状 4 认知无线电频谱感知技术的研究意义 5 认知无线电技术研究的主要任务 1 认知无线电的产生背景 随着无线通信技术的飞速发展，无线用户的数量急剧增加，可用频谱资源变得越来越稀缺。当今绝大多数频谱资源都是采用固定的分配模式，由专门的频率管理部门分配给特定的授权用户使用。而对于另外一些非授权用户的通信需求，如无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)、无线个域网(Wireless Personal Area Network，WPAN)等，由于其近几年发展迅速，导致这些网络所工作的非授权频段逐渐趋向饱和。据美国研究结果指出，现有的频谱管理与分配策略是造成频谱资源紧缺的重要原因之一，导致某些网络频谱资源相对较少但其承载的业务量很大，而相当多的已授权的频谱并没得到充分的使用。美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission, FCC)在2002年出版的报告中指出，已分配的频谱利用率为15,,85,，已经分配的3GHz以下的频谱资源中多达70,未被充分利用。一项中国移动的研究表明，大多数频段利用率不到5%，密集城区一周频段占用度的测试结果显示，占用度较高的频率主要集中410-954MHz频段，GSM下行频段占用度最高，广播频段、集群系统下行和ISM频段次之，其他频段的占用度则极低。其中GSM频段资源块的占用度明显高于广播频段。GSM频段占用度大于0.1的资源块约占总数的62%，广播频段占用度大于0.1的约8%。
无线电频谱的特性
无线电频谱资源的特性。 无线电频谱是一种特殊的自然资源。说它是一种自然资源，是由于它具有一般资源的共同特性，像土地、水、矿山、森林一样是国家所有的。但从国际范围来说，它又属于人类共有的、人类共享的。此外，它还具有一般自然资源所没有的如下特性： （1）无线电频谱资源是有限的。包括红外线、可见光、X射线在内的电磁波的频谱是相当宽的，而无线电通信使用的频谱资源，最底可为3KHz，最高达3000GHz。更高的电磁频谱当然不是以3000GHz为限的，使用3000GHz以上电磁频谱的电信系统也在研究探索之中，但它最大不能超过可见光的范围。由于受到技术上和可提供能够操作使用的无线电设备方面的限制，ITU当前只划分了9KHz~400GHz范围，而且目前实用的较高的频段只是在几十GHz。根据无线电波的传播特性，像大家所熟知的蜂窝移动通信业务（俗称大哥大）一般只能工作在3GHz以下，现主要工作在800MHz、900MHz/1800MHz。另外，尽管人们可以通过频率、时间、空间这三维相互关联的要素进行频率的多次复用指配来提高频率利用率，但就某一频率或频段而言，在一定的区域、一定的时间、一定的条件下之下，它又是有限的。 （2）无线电频谱可以被利用但不会被消耗掉，是一种非消耗的资源。它不同于土地、水、矿山、森林等可以再生或非再生的资源，如果得不到充分利用，则是一种资源浪费，而若使用不当也是一中资源浪费，甚至会造成严重的危害。 （3）无线电波有固有的传播特性，它不受行政区域、国家边界的限制。因此，任何一个国家、一个地区、一个部门甚至个人都不能随意地使用，否则会造成相互干扰而不能确保正常通信。 （4）无线电频谱资源极易受到污染。它最容易受到人为噪声和自然噪声的干扰，使之无法正常操作和准确而有效地传输各类信息。 鉴于上述原因，为了加强对无线电频谱这种宝贵资源的、有限的自然资源管理和有效地利用，从便于无线电频谱的规划、管理以及设备的研制生产和使用出发，通常对无线电频谱按业务进行频段和频率的划分、分配和指配。按规定把某一频段供某一种或多种地面或空间业务在规定条件下使用，称为“频率划分”。为此，国际电联（ITU）专门制定了国际《无线电规则》，实际上这是一个各个国家都要遵守的国际上通用的无线电法规，各个国家也都据以制定了自己国家的无线电法或相关的详细管理规定，同时为各类无线电业务划分了频率或频段。ITU还专门建立了国际频率划分表，把世界划分为三个区域，第一区域包括欧洲、非洲和部分亚洲国家，第二区包括南、北美洲，第三区包括大部分亚洲国家和大洋洲。我国为第三区。使用无线电频率的无线电业务基本上分为两大类。即无线电通信业务和射电天文业务。无线电通信业务又可分为地面业务及空间业务、航空和水上安全业务等总共为37种业务。无线电频率划分表为各类无线电业务划分了频率或频段，例如我国把279~281MHz划分给移动业务，用于开放全国联网无线寻呼业务等。我国的频率划分表是1983年制定的，随着无线电事业的发展，这些年来频率的划分和使用都发生了相当大的变化，现正在积极组织修订。 把某一频段批准给一个国家或多个国家、地区或部门在规定条件下使用，称为“频率分配”。我国的频率分配是有国家无线电管理机构统一进行的，例如把87~108MHz频段分配给广播部门开发FM广播业务在全国各地统一规划和使用等。 国家或地方无线电管理机构根据设台审批权限批准某单位或个人的某一电台在规定的条件下操作使用某一无线电频率，称为“频率指配”。根据《中华人民共和国无线电管理条理》的规定，用户设置各类无线电台
数据通信认知无线电系统的频谱分配方法
《数据通信原理》课程设计设计题目：一种认知无线电系统的频谱分配方法 姓名 学号 学院 专业班级
目录 绪论 (3) 1.认知无线电网络的简介 (4) 1.1认知无线电 (4) 1.1.1. 认知无线电的概述 (4) 1.1.2. 认知无线电的特性 (5) 1.2.频谱决策 (6) 1.2.1. 频谱决策的概述 (6) 1.2.2. 频谱分配的概述 (6) 1.3. 二分图最佳匹配（Kuhn-Munkras）算法 (7) 2.系统模型和问题描述 (7) 2.1. 系统模型 (7) 2.2. 问题描述 (7) 3. 基于Kuhn-Munkras算法的频谱分配方法 (9) 3.1.Kuhn-Munkras 算法的描述 (9) 3.2.频谱分配方法的流程 (9) 4. 仿真和性能分析 (10) 4.1. 仿真环境设置 (10) 4.2.仿真结果 (10) 4.3. Kuhn-Munkras算法与多小区动态频谱分配方法比较 (12) 4.3.1.多小区动态频谱分配方法 (12) 4.3.2.频谱分配方法比较 (12) 5.总结 (13) 参考文献 (14)
一种认知无线电系统的频谱分配方法 摘要：认知无线电网络为移动用户重构无线架构和动态频谱接入技术提供高带宽。对于无线频谱资源的相对的稀缺，频谱分配成为认知无线电频谱资源的关键，为适应认知无线电网络的时变特性，频谱分配算法必须有较快的收敛速度。该文提出了一种基于二分图最佳匹配（Kuhn-Munkra）算法的认知无线电频谱分配方法。该方法利用二分图最佳匹配（Kuhn-Munkras）算法可以实现最佳匹配并且收敛速度快的特性。根据不同的用户在不同信道上所产生的效益的差异性，利用认知无线电有效地提升频谱资源的利用率，实现认知用户和信道的最佳匹配，频谱的灵活分配。 关键词：认知无线电，频谱资源，频谱分配，最佳匹配 Abstract Cognitive radio networks will provide high bandwidth to mobile users via heterogeneous wireless architectures and dynamic spectrum access techniques. Radio spectrum resources for the relative scarcity of spectrum allocation as the key cognitive radio spectrum, cognitive radio network to meet the time-varying characteristics of the spectrum allocation algorithm must have fast convergence speed. The paper proposes a bipartite graph based on the best match (Kuhn-Munkra) algorithm cognitive radio spectrum allocation.Bipartite graph of the decision to use the best match (Kuhn-Munkras) algorithm can achieve the best match and the fast convergence characteristics.According to the