认知无线电技术

认知无线电技术

相信童鞋们都对大名鼎鼎的认知无线电技术有所耳闻，那到底是个什么东东呢？下面射频君就来给大家普及一下认知无线电的基本知识。随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。根据伟大的香农同志所提出的信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。问题出现了，解决发法捏？因此，伟大的科学家筒子们提出了采用认知无线电(CR，全称Cognitive Radio)技术，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。认知无线电是一种智能频谱共享技术，通过智能学习以及对频谱环境的感知对传输参数进行实时的调整，能够对频谱的利用率进行显著的提升。

“无线电之父”Mitola的概念模型包括硬件和软件。其软件部分由基础软件和智能软件构成。硬件部分重点使用软件无线电的基本体系结构，由安全模块、调制解调器、天线、射频、基带信号处理和用户接口部分构成。调制解调器可以解决收发信号的调制解调以及均衡信号的问题；天线是为了接收并发射无线电信号；射频前端由无线电信号的放大以及其必要变换构成；基带处理模块能够解决网络中的各种协议与控制问题，兼容不同的网络；用户接口部分可以根据RKRL语言满足不同的接口服务，同时使用关于用户需要的支持自动推理的方

法，实现个人通信服务。

1. 频率侦听

认知无线电技术在应用中，能够对频谱进行连续的侦听，以此对没有占用的频谱进行及时的发现，在不对主用户造成干扰的情况下对用户的再次出现进行快速的检测，以此便于为用户腾出相应的带宽。要想对该功能进行实现，就需要对一种新的功能-频谱侦听技术进行运用，能够获得非常高的检测率。而受到检测能力的限制以及阴影衰落以及多径情况的影响，为了能够更为准确的对用户不同的接收功率进行检测，该技术在带宽频率捷变以及前端灵敏度方面具有更高的要求。在早期，其对周期平稳过程以及导频信号技术进行应用，并不能够对频谱检测的可靠性进行满足。而就目前来说，则可以通过DF、AF以及CF协议的应用对其频谱侦听能力进行提升。

2. 动态频谱分析

在现今的频谱研究中，欧洲地区的很多项目已经对不同网络的动态频谱分配算法进行了研究，而对于认知无线电网络来说，用户在可用信道、位置以及数量方面的需求具有着变化的特征，并因此使这部分技术存在着不完全适用的情况。考虑到目前动态频谱分配在标准、政策以及接入协议等方面的限制，基于频谱统筹策略是现今应用较多的频谱共享技术，在该技术中，其思想即首先将不同业务的频谱合并成一个公共的频谱池，之后再将其划分为不同的信道。没有得到授权的用户，则可以对这部分空闲的信道进行临时的占用。对于该策略来说，对信道应用的公平性以及利用率进行了充分的考虑，可以说是一个受

限信道的分配问题。

就目前来说，无线电思想已经在很多无线通信的领域当中得到了应用，如在5GHz频段的IEEE·802.11a，则对TPC以及DFS机制进行了应用，以此有效的避免了同雷达信号间的干扰。而在高速情况下接入的EVDO以及HSDPA认知调制，则需要通过对用户需要服务的确认对用户工作的最佳环境进行识别，并在此基础上对更为有效的数据速率以及调制方案进行设定，以此对用户的QoS需求进行满足。对于这部分技术来说，其仅仅是认知无线电功能中非常小的一部分，能够按照渐进方式扩展到无线电全部性能。

认知无线电技术是现今非常热门的无线技术类型，据射频君所知，下一代的单兵电台就以及打算采用认知无线电+去中心化的方式来实现，高级吧？嘿嘿，所以就目前来说，射频君还是可以预见认知无线技术较大的发展潜力，有兴趣的童鞋们未来可以从链路维护、定价策略以及系统安全等方面进行更加深入的研究。

认知无线电的发展历程与现状

认知无线电的发展历程与现状 认知无线电的发展历程与现状 摘要：认知无线电是一种通过与其运行环境交互而改变其发射参数从而提高频谱利用率的新的智能技术，其核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互 信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生，认知无线电就是通过频谱感知(Spectrum Sensing )和系统的智能学习能力，实现动态频谱分配(DSA dynamic spectrum allocation )和频谱共享(Spectrum Shari ng )。本文主要分析认知无线电的起源，认知无线电的关键技术概要，认知无线电的相关标准化进程以及认知无线电的应用场景等多个方面，对认知无线电进行一个概述，从而加深对无线电的认知与了解。关键字：认知无线电、起源、关键技术、标准化、应用 随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。根据香农信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。为解决无线频谱资源紧张的问题，出现了许多先进的无线通信理论与技术，如链路自适应技术、多天线技术等。这些技术虽然能提高频谱效率，但仍受限于Sha nnon理论。 美国联邦通信委员会的大量研究表明：ISM频段以及适用于陆地移动通信的2GHz 左右授权频段过于拥挤，而有些授权频段却经常空闲。因而提出了认知无线电。认知无线电是一种智能频谱共享技术。它通过感知频谱环境、智能学习并实时调整其传输参数，实现频谱的再利用，进而显著地提高频谱的利用率，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。 1. 认知无线电的发展历程

无线电的应用

无线输电的原理及前景 摘要（Abstract）无线输电是一种区别于有线输电的技术，它依靠无线电技术传输电力，虽然目前可能还处在实验室阶段，本文对这项技术的的原理进行介绍以及对其应用前景进行展望。 关键词（Key Words）输电，能源，微波 正文 自从18世纪以来，人们进入了现代生活，煤、石油、天然气的开采和使用不断耗竭这地球上有限的资源。最近几年，全球能源问题的矛盾日益突出，可再生能源的利用及开发就摆在我们的面前。地球上的能量全来自太阳，建立利用太阳能的发电站可能是解决未来能源问题的一个有效办法。然而要把在太空上的电能传送到地面上，使用传统的输电线显然是不切实际的，无线输电就是一个有用的办法 1.特斯拉线圈 在介绍无线输电之前，首先要说说尼古拉·特斯拉，特斯拉是开启了电与磁大门的一位科学巨匠，他在爱迪生发明直流电（AD）后，发明了目前广泛使用的交流电（AC），为了纪念他的突出贡献，以他的名字命名了磁力线密度单位（1Tesla=10000Gause）而由他本人发明的特斯拉线圈，为无线输电的发展及应用奠定了基础。 特斯拉线圈，它仅是由一个感应信息安全、打火器、变压器，连个电容器和一个初级线圈的互感器组成，原理是利用变压器使普通电压升压，然后经过线圈对终端进行放电的设为。简单来说，就是人工制造闪电的效果。放电时，把未打火的能量传递到电容器中，当电容器充满电后，两极电压达到打火器的击穿电压时，打火器点火，此时电容器与主线圈形成回路，完成L/C震荡，进而把能量传递到刺激线圈。这样，就可以产生高频率的高压电流。 2.放大变压器 下面详细介绍一下放大变压器。首先，它是一种带有次级电路的谐振变压器。次级电路中的元件具有很高的电势，它们面积较大，沿着理想的、曲率半径极大的包络面依次排列，彼此之间保持着适当的距离，从而可以确定任何地方具有很小的表面电荷密度。这样，即使导体处于处于裸露状态，也不会产生漏电现象。这个放大变压器适用于从每秒几周到上万周的任何频率，可以用于生产电流量极大而电压适中的电流，或者较小安培而电动势极大的电流。电压的最大限度完全取决于充电元件所在的曲面曲率以及元件面积。这样，产生的电压是没有限制的，任何量级都是可以实现的。从另一方面来看，我们可以通过天线获得数千安培的电流。为了实现这一目的，只要一台直径小于90英尺的终端设备就足以获得这一量级的电动势。狭义上来讲，在阻尼因子甚小，性能得到提升的电容器可以储存大量电荷，这种无线发射器中得电磁波辐射就会很小，与整体能量相比完全可以忽略不计。这样一种电路，可以用任何一种脉冲或者包括低频脉冲来激发，并且可以像交流发电机一样产生正弦连续震荡。然而，从最狭义的角度来讲，这种无线发射器又是一个谐振变压器，除了具有这些特性外，还能精确调整以适应地球的电常数和电学特性。通过这一设计，它就能极为高效、便捷地实现能量的无线传输。此时，距离彻底消除，被传输的脉冲强度也不会减弱。 3.应用前景 1）解决地面上电能传输的问题。传统的输电依靠的主要是架设线路，而在沙漠、森林、

认知无线电的发展历程与现状

认知无线电的发展历程与现状 摘要：认知无线电是一种通过与其运行环境交互而改变其发射参数从而提高频谱利用率的新的智能技术，其核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生，认知无线电就是通过频谱感知（Spectrum Sensing）和系统的智能学习能力，实现动态频谱分配（DSA：dynamic spectrum allocation）和频谱共享（Spectrum Sharing）。本文主要分析认知无线电的起源，认知无线电的关键技术概要，认知无线电的相关标准化进程以及认知无线电的应用场景等多个方面，对认知无线电进行一个概述，从而加深对无线电的认知与了解。 关键字：认知无线电、起源、关键技术、标准化、应用 随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。根据香农信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。为解决无线频谱资源紧张的问题，出现了许多先进的无线通信理论与技术，如链路自适应技术、多天线技术等。这些技术虽然能提高频谱效率，但仍受限于Shannon理论。 美国联邦通信委员会的大量研究表明：ISM频段以及适用于陆地移动通信的2GHz左右授权频段过于拥挤，而有些授权频段却经常空闲。因而提出了认知无线电。认知无线电是一种智能频谱共享技术。它通过感知频谱环境、智能学习并实时调整其传输参数，实现频谱的再利用，进而显著地提高频谱的利用率，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。 1.认知无线电的发展历程 认知无线电的概念是由Joseph Mitola博士在1999年提出的，他认为认知无线电可以使SDR从预置程序的盲目执行者转变为无线电领域的智能代理，并在论文中描述了认知无线电如何通过无线电知识表示语言（RKRL）来提高个人无线业务的灵活性。2004年Rieser支出认知无线电不一定必须有SDR的支撑，他提出基于遗传算法的生物启发认知模型更适用于可快速部署的灾难通信系统。该认知模型可对无线电系统的物理层和MAC层烦人演进建模，主要由三部分组成，包括用于监听无线环境，进行信道建模的无线信道遗传算法（WCGA）、演进并自适应无线环境的无线通信遗传算法（WSGA）和根据无线电信道模型和无线电参数，监视并改变系统的状态，以决定如何适应无线电的认知监视系统（CSM）。 2003年5月，FCC召开了无线电研讨会，讨论了利用认知无线电技术实现灵活频谱利用的相关技术问题。并且对从频谱管理的角度出发对认知无线网进行了官方定义，认为认知无线电是指能够通过与工作环境的交互，改变发射参数的无线电设备。针对频谱利用率低的现状，FCC提出采用认知无线电技术实现“开放

关于无线电技术的应用及发展趋势分析

关于无线电技术的应用及发展趋势分析 发表时间：2017-10-11T10:04:56.810Z 来源：《基层建设》2017年第16期作者：王晓沛 [导读] 工作方面对无线网络通信技术不断提出更新的要求，面临着更多的机遇与挑战，现代通信技术行业应立足于社会发展，结合自身发展现状，放眼未来，不断改善不足之处，更新观念、创新技术，推动现代无线通信技术的创新化、前瞻化、科学化发展。 新疆机场（集团）有限责任公司新疆维吾尔自治区 834000 摘要：改革开放以来，国家的经济不断发展，科学技术得到了很大的进步与提高，无线通信技术也开始步入飞速发展阶段。随着互联网的不断普及与发展，人们在生活、工作方面对无线网络通信技术不断提出更新的要求，面临着更多的机遇与挑战，现代通信技术行业应立足于社会发展，结合自身发展现状，放眼未来，不断改善不足之处，更新观念、创新技术，推动现代无线通信技术的创新化、前瞻化、科学化发展。 关键词：无线电技术；应用；发展趋势 1.无线通信技术的定义与特点 1.1无线通信技术的定义 无线通信利用电磁波型号能够在自由空间内进行传播这一特点实现了空间中的信息交换。近年来，无线通信技术得到了飞速的发展，所应用的领域也得到了不断地拓宽。无线通信一班有两种通信模式。一是卫星通信，利用作为中继站的通信卫星来实现与地面上不同的通信体建立微波通信联系的，具有通信距离远的优点。二是微波通信，他的优点是通信容量大、频带宽。缺点是传送距离短。 1.2特点 ①世界各地的移动通信发展不均衡 很多发达国家和地区的移动通信普及率已经达到很高的水准，新增移动用户的数量逐渐减少。而很多发展中国家和地区才刚刚开始发展移动通信技术，移动用户数量迅猛增长。但发达国家的移动用户创造的ARPU值要远远高于发展中国家。日韩等国家成为全球移动通信发展的新热点，数据新业务发展十分迅速。 ②技术不断升级，发展迅速 随着移动通信的不断发展与普及，全球宽带无线方面的技术研究与应用也开始成为热门，各种宽带无线接入技术走进市场，例如WLAN技术、宽带固定无线接入技术、UWB技术等等，为无线通信产业的发展增加了新的活力。 2.无线电通信技术的发展现状 无线电通信技术的产生实现人们之间远程距离的自由沟通，为人与人之间架起了一座远距离的桥梁，无线电通信技术为人们带来了随时随地通信的需要，为人们的生活带来了很大的便利。可是在无线电信号容易受到很多因素的干扰，并且信号传输过程中容易被截获，这在一定程度上给通信带来影响。现对无线电通信技术的优点，以及存在的缺点进行概述。 2.1无线电技术存在的优点 随着通信技术与无线电技术的有效结合的不断完善，现已实现了低成本、高灵活度的无线信息传输，无形之中也促进了无线电通信技术的发展。无线电通信不受空间与时间的限制，人们通过无线电可以随时随地的进行通信，随着电子信息技术和计算机技术的发展，无线电设备让世界变得越来越小，设备功能变得越来越完善，智能化程度也越来越高，在我们的生活生产方面都起到了重要的作用。而且与有线电通信相比，无线电还具有防水、防电、防风等性能，这说明无线电通信技术与有线电通信技术相比具有更好的稳定性和可靠性，这是无线电技术存在的最大的优点。 2.2无线电技术存在的缺点 无线电技术给人们的生活带来了便利，实现了人与人之间的远距离通信，使得人们的通信不受地域与时间的限制，可是信号易受到很多因素的干扰，例如电磁信号的干扰、通信信号之间的相互干扰等，这会造成信号的丢失或者信号接收不及时。还有就是无线通信信号易被截获，这会造成用户重要信息的丢失、或者隐私的外泄，给人们甚至国家带来巨大的损失。因此无线电通信技术在今后的研究开发中应该充分考虑通信信号的干扰问题和通信过程中的信号丢失问题，从而最大化的保证用户的利益。 3.未来无线通信领域的发展趋势 3.1无线通信领域技术互补性日益明显 不同的无线通信技术具有不同的特点，各自都有自身的优势和劣势。比如3G比较适合广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN则比较适合中距离的高速数据传输，UWB技术则能实现近距离的超高速无线数据接入。因此，在推进未来无线网络通信技术发展的过程中，应根据不同用户的不同需求，选择比较合适的无线通信技术，促进无线通信业务的多元化发展，解决移动通信发展的不均衡问题。 未来无线宽带接入技术领域将会逐步向高带宽、覆盖范围更广的方向发展。将来，该领域还可能会出现更多更新更强的技术。目前的无线宽带接入技术主要集中在固定环境下的高速度接入，其移动性和话音支持能力无法和公众移动通信网络相比。但是，我们应从全局出发，充分利用其技术优势，使之能够与移动网络互补，避免出现不必要的资源浪费和不当竞争。 3.2蓝牙技术将革新无线通信业的发展 基于蓝牙技术的发展，越来越多的公司都在研发和生产基于蓝牙技术的各种产品，如爱立信公司发布的基于蓝牙技术的无线耳机等。有关开发芯片的厂商开发出了针对蓝牙技术的专用集成电路，并配合发布了对应的开发工具包,使越来越多采用该技术的厂商能够更快更容易地生产出采用蓝牙技术的新产品。另外，许多软件开发公司也开发出了许多利用蓝牙技术的软件，如各种便携式电脑、家用电器以及移动电话等等，这些产品可以通过蓝牙技术用无线链路连接起来，将计算机技术与通信技术紧密的结合起来，使人们能够随时随地进行数据信息的交换与传输。蓝牙技术的出现革新了无线通信业的发展，不论是电信业、计算机业还是家电业都对蓝牙技术未来的发展和应用愈加重视,在今后几年内无线数据通信业务将快速增长，蓝牙技术也将对未来的无线移动数据通信业务有更大的促进作用。 3.3无线网络通信技术的融合趋势 ①无线技术与蜂窝网技术的融合。为了实现其计费和检测功能，短距离无线通信技术一直广泛应用于电子产品领域。近几年来，随着无线通信技术的不断发展,更多更新的短距离无线接入技术不断涌现,例如蓝牙技术的应用,实现了短距离无线技术和蜂窝网技术的有效融

认知无线电技术

现代通信系统 论文 题目：认知无线电技术 姓名：朱雪峰 学院：潇湘学院 专业：通信工程 班级： 001 学号： 1254040121 指导教师：钟斌 2015年11月1日

目录 一、引言 (2) 二、认知无线电的基本概念 (2) 三、认知无线电的功能与实现 (4) 1.认知无线电的主要功能 (4) 2.认知无线电的实现关键 (5) 四、认知无线电的标准化 (7) 五、认知无线电的管制与应用情况 (8) 六、未来发展与展望 (9)

认知无线电技术的研究及发展 【摘要】认知无线电技术作为软件无线电技术的一个特殊扩展，受到日益广泛的关注。由于该技术能够自动检测无线电环境，调整传输参数，从空间、时间、频率、调制方式等多维度共享无线频谱，可以大幅度提高频谱利用效率。本文首先从认知无线电技术的定义入手，分别讨论了认知无线电的基本概念、功能与实现、标准化的进程。然后介绍了当前应用状况，最后分析了未来的发展及面临的挑战。 一、引言 随着无线通信技术的发展，人们可以获得的带宽不断地增加，移动通信的数据速率从10 kbit/s增长到2 Mbit/s，在不久的将来还可能提高到上百兆比特每秒。但即使如此，也无法满足人们日益增长的无线接入需求。为了缓解这一矛盾，一方面，人们不断开发新的无线接入技术，利用新的频段来提供各种业务；另一方面，不断改进各种编码调制方式，提高频谱效率。但由于移动终端天线尺寸和功率的限制，可以用于无线接入的频段很有限。在提高频谱效率方面，目前较为先进的CDMA空中接口技术，如HSDPA可以达到1 bit/（s·Hz）的频谱效率，将来OFDM和MIMO技术的应用也只能达到3-4 bit/（s·Hz）的频谱效率。3-4倍的频谱效率的提高对于人们成百上千倍的带宽需求增长是微不足道的。认知无线电技术的出现，为解决频谱资源不足、实现频谱动态管理及提高频谱利用率开创了崭新的局面。 二、认知无线电的基本概念 认知无线电（cognitive radio，CR）的概念是由Joseph Mitola博士提出的，他在1999年发表的一篇学术论文[1]中描述了认知无线电如何通过一种“无线电知识表示语言（RKRL）”的新语言提高个人无线业务的灵活性。随后在2000年瑞典皇家科学院举行的博士论文答辩中详细探讨了这一理论[2]。 认知无线电也被称为智能无线电。从广义上来说是指无线终端具备足够的智能或者认知能力，通过对周围无线环境的历史和当前状况进行检测、分析、学习、推理和规划，利用相应结果调整自己的传输参数，使用最适合的无线资源（包括频率、调制方式、发射功率等）完成无线传输。认知无线电能够帮助用户自动选择最好的、最廉价的服务进行无线传输。甚至能够根据现有的或者即将获得的无线资源延迟或主动发起传送。 由定义可以看出。认知无线电的一个最大优势就是无线用户可以通过该技术实现“频谱共享”。目前大多数频谱已经被划分给不同的许可持有者（又称为首要用户），包括移动通信、应急通信、广播电视等。但是随着用户需求的增长，简单地通过开发新的无线接入技术和使用新的频点已经无法充分满足市场需求。 近年来，很多学者通过监测分析当前无线频谱使用状况发现，虽然大部分频谱已经被分配给不同的用户，但是在相同时间、相同地点频谱的使用却非常有限。常常是大部分频点未被使用，而某些热点频率又处于超负荷运行。美国联邦通信管理委员会（FCC）充分注意到了这一点，于2002年11月出版了频谱政策任务组撰写的一份报告[3]，该报告指出，当前分配的绝大多数频谱的利用率为15%-85%。因此FCC认为当前存在的最主要问题并不是没有频谱可用，而是现有的频谱分配方式导致资源没有被充分利用。只有彻底改变当前固定频谱分配政策，部分甚至全部采用动态频谱分配政策，使多种技术可以实现“频谱共享”，才能

认知无线电应用思考

关于认知无线电的应用思考 认知无线电核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生。CR有可能赋予无线电设备根据频带可用性、位置和过去的经验来自主确定采用哪个频带的功能。 工程化得话，就是基于与操作环境的交互能动态改变其发射机参数的无线电，其具有环境感知和传输参数自我修改的功能。CR是一种新型无线电，它能够在宽频带上可靠地感知频谱环境，探测合法的授权用户(主用户)的出现，能自适应地占用即时可用的本地频谱，同时在整个通信过程中不给主用户带来有害干扰。 过程： 通过感知外界环境，并使用人工智能技术从环境中学习，有目的地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变化，从而实现任何时间、任何地点的高可靠通信以及对异构网络环境有限的无线频谱资源进 行高效地利用。认知无线电的核心思想就是通过频谱感知（Spectrum Sensing）和系统的智能学习能力，实现动态频谱分配（DSA：dynamic spectrum allocation）和频谱共享（Spectrum Sharing）。 认知无线电中，次级用户动态的搜索频谱空穴进行通信，这种技术称为动态频谱接入。在主用户占用某个授权频段时，次级用户必须从该频段退出，去搜索其它空闲频段完成自己的通信。

1.平台结构 认知无线电的物理平台的实现是以软件无线电平台为基础的，其物理平台结构与软件无线电平台结构基本相同，两者之间的比较如图3[9]所示，它主要在软件无线电平台的基础上增加了感知，学习等功能，以实现其独特的认知能力。 其中，无论对于软件无线电平台还是认知无线电平台，软件部分的硬件支撑都是通用硬件平台。也就是说，从图1可以看出，和软件无线电类似，认知无线电物理平台也主要由射频前端、数模模数转换器以及通用硬件平台3个部分组成。 图1认知无线电与软件无线电物理平台结构的比较 其中，为软件提供硬件支撑的认知无线电通用硬件平台的组成和结构与软件无线电系统的硬件平台基本类似，但除了常见通信系统所需的数字信号处理外，认知无线电还需要完成频谱感知、频谱分析、频谱判决等认知无线电特有的功能。 而认知无线电平台中使用的A/D和D/A模块的作用和性能指标也与软件无线电系统基本相同。A/D和D/A模块一般集成在通用硬件平台之中。

认知无线电之频谱共享技术

软件无线电课程论文 论文题目：认知无线电之频谱共享技术 姓名： 学号： 班级： 目录 目录 2 摘要 3 1 引言 3 2 研究现状 3 3 基本原理和算法 3 4 分布式动态频谱共享系统系统模型 3 5 个人理解和体会 3 6 参考文献 3 摘要 当前,无线频谱资源的紧缺是限制无线通信与服务应用持续发展的瓶颈。认知无线电(Cognitive Radio,CR)作为一种新兴的技术,它改变了传统的由政府授权使用无线电频谱的方式,它以频谱利用的高效性为目标,允许非授权用户机会式利用授权用户的频谱空洞传输,被认为是解决无线频谱资源紧缺问题的一种新方法。基于认知无线电技术进行频谱共享,能大大降低频谱和带宽限制对无线通信技术发展的束缚,极大地改变目前无线频谱资源日益紧缺的状况.本文将从研究现状、原理等简单介绍认知无线电中的频谱共享技术。 关键字：认知无线电频谱共享技术频谱利用频谱分配 1 引言 基于认知无线电技术进行动态频谱共享,能大大降低频谱和带宽限制对无线通信技术发展的束缚,极大地改变目前无线频谱资源日益紧缺的状况.动态频谱共享本质上是一种多目标优化问题,由于所有参与者(包括主用户和认知用户) 具有不同的目标和利益,彼此之间的决

策行为相互影响,并存在竞争和协作关系. 如何设计频谱的使用规则和相关接入机制,协调所有参与者的行为实现有效的频谱共享,满足各自不同的利益需求就成为关键问题. 目前,利用博弈论的方法分析动态频谱分配策略研究逐渐被研究者关注. 目前普遍采用的非合作博弈模型中,理性的博弈者总是追求自身利益最大化,从而导致博弈的纳什均衡偏离全局最优状态. 解决这一问题的一种有效方法用户效用函数的设计中,除了包括用户自身的收益之外,还将自身行为对其他用户造成的影响考虑在内. 每个用户在追求自身效用最大化的同时兼顾了其他人的利益,其结果使得非合作博弈的均衡状态收敛于系统的最优状态. 2 研究现状 认知无线电的频谱共享技术在提高频谱利用率方面的价值引起了各国电信管制机构的兴趣，不过由于认知无线电的技术和概念都非常超前，多数国家仍在研究讨论当中，只有美国的FCC已经正式批准具备认知无线电性能的设备进入市场。 近年来美国希望大力发展宽带无线接入业务，但由于频谱资源匮乏，亟需寻找新的频段给新的接入技术。美国是最早推动和批准使用认知无线电设备的国家。FCC从2003年就开始尝试引入认知无线电提高频谱的利用。2003年12月，FCC公布了《使用认知无线电技术促进频谱利用的通知》，就《FCC规则第15章（FCC rule part 15）》（用于数字式设备和低功发射机的法规）进行了修订，并于2005年10月，正式批准了关于引入认知无线电技术、使用认知无线电设备的法规。 FCC认为目前最适合应用认知无线电技术的是UHF中分配给电视广播业务的6 MHz频段，因为目前该频段在美国利用率很低，通过允许其它免许可设备使用这个频段，不仅可以提高频率利用率，而且还可以推广宽带无线接入业务，因为这个波段传播距离远，适合为偏远地区提供服务，可以促进美国社会的宽带普及。FCC认为认知无线电技术还可以在高频率频段发挥作用，如100 GHz以上的频段在美国的使用率只有5%-10%。 认知无线电的频谱共享技术听起来是个十分新颖的概念，但事实上无线局域网（WLAN）领域已经开始利用认知无线电技术的频谱共享技术。 WLAN是最早利用认知无线电频谱共享技术的无线通信系统。FCC等法规机构要求802.11a无线电能检测雷达信号并避免与它们形成干扰，这种躲避雷达的能力要求系统具有强大的CR类自适应能力，而这只是WLAN-CR功能的开始。 无论在军用还是民用领域，认知无线电的研究与应用都处于起步阶段。在军用领域，美国国防部高等研究计划署（DARPA）于2003年成立了下一代通信计划（XG），着眼于开发认知无线电的实际标准和动态频谱管理标准。2003年开始，Raytheon公司与DARPA签订了下一代无线通信计划的合同。从事认知无线电相关的技术研究与开发。在民用领域，Motorola、Intel等公司也已经成立认知无线电研究组并开始开展相关的研究。 3 基本原理和算法 3.1频谱共享技术概述 采用高效频谱利用技术，首先需要重新认识频谱，频谱不是具体和有限的资源，它是抽象和无限的资源，对其利用率高低取决于所采用的技术。其次，需要详细探讨能充分利用频谱的高效频谱利用技术。近年来随着智能天线、高性能数字处理器，新型扩频码、多址接入技术，软件无线电、智能无线电、感知无线电，动态频谱分配和共享等新技术的迅猛发展，为频谱高效利用提供了可能。 在这些改善频谱利用的新技术中，多无线电系统动态频谱分配与共享技术能显著提高整体频谱利用率，从长远看是提高频谱利用率的根本方法。但动态频谱分配需要改变现有频谱分配总体结构，对频谱管理、网络结构、通信终端等方面改变较大，近期看，实现难度较大。而频谱共享技术在不改变现有频谱分配总体结构下，通过不同无线电系统频谱共享来提高频

认知无线电技术

认知无线电技术 相信童鞋们都对大名鼎鼎的认知无线电技术有所耳闻，那到底是个什么东东呢？下面射频君就来给大家普及一下认知无线电的基本知识。随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。根据伟大的香农同志所提出的信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。问题出现了，解决发法捏？因此，伟大的科学家筒子们提出了采用认知无线电(CR，全称Cognitive Radio)技术，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。认知无线电是一种智能频谱共享技术，通过智能学习以及对频谱环境的感知对传输参数进行实时的调整，能够对频谱的利用率进行显著的提升。 “无线电之父”Mitola的概念模型包括硬件和软件。其软件部分由基础软件和智能软件构成。硬件部分重点使用软件无线电的基本体系结构，由安全模块、调制解调器、天线、射频、基带信号处理和用户接口部分构成。调制解调器可以解决收发信号的调制解调以及均衡信号的问题；天线是为了接收并发射无线电信号；射频前端由无线电信号的放大以及其必要变换构成；基带处理模块能够解决网络中的各种协议与控制问题，兼容不同的网络；用户接口部分可以根据RKRL语言满足不同的接口服务，同时使用关于用户需要的支持自动推理的方

法，实现个人通信服务。 1. 频率侦听 认知无线电技术在应用中，能够对频谱进行连续的侦听，以此对没有占用的频谱进行及时的发现，在不对主用户造成干扰的情况下对用户的再次出现进行快速的检测，以此便于为用户腾出相应的带宽。要想对该功能进行实现，就需要对一种新的功能-频谱侦听技术进行运用，能够获得非常高的检测率。而受到检测能力的限制以及阴影衰落以及多径情况的影响，为了能够更为准确的对用户不同的接收功率进行检测，该技术在带宽频率捷变以及前端灵敏度方面具有更高的要求。在早期，其对周期平稳过程以及导频信号技术进行应用，并不能够对频谱检测的可靠性进行满足。而就目前来说，则可以通过DF、AF以及CF协议的应用对其频谱侦听能力进行提升。 2. 动态频谱分析 在现今的频谱研究中，欧洲地区的很多项目已经对不同网络的动态频谱分配算法进行了研究，而对于认知无线电网络来说，用户在可用信道、位置以及数量方面的需求具有着变化的特征，并因此使这部分技术存在着不完全适用的情况。考虑到目前动态频谱分配在标准、政策以及接入协议等方面的限制，基于频谱统筹策略是现今应用较多的频谱共享技术，在该技术中，其思想即首先将不同业务的频谱合并成一个公共的频谱池，之后再将其划分为不同的信道。没有得到授权的用户，则可以对这部分空闲的信道进行临时的占用。对于该策略来说，对信道应用的公平性以及利用率进行了充分的考虑，可以说是一个受

认知无线电原理技术与发展趋势

摘要：认知无线电是指具有自主寻找和使用空闲频谱资源能力的智能无线电技术。认知无线电技术的提出，为解决不断增长的无线通信应用需求与日益紧张的无线频谱资源之间的矛盾提供了一种有效的解决途径。当前，认知无线电技术从理论到实践都面临很多困难。文章简述了认知无线电的基本原理，对认知无线电涉及的射频、频谱感知和数据传输等物理层核心关键技术进行了总结分析，并结合当前的发展状况对该技术未来的发展趋势进行了预测。 关键词：认知无线电；频谱感知；数据传输；网络体系与协议 Abstract: Cognitive Radio (CR) is an intelligent radio technology which has the capability to search and utilize underutilized spectrum resources. CR has been recognized as an effective solution to the dilemma introduced by the rapid growth of wireless communications and the scarcity of spectrum resources. However, from theory to practical applications, there are many challenges faced by CR currently. In this paper, the key physical layer techniques of CR, such as radio frequency front-end, spectrum sensing and data transmission, are discussed. According to the status of the research, the development tendency of this technology is also predicted. Key words: cognitive radio; spectrum sensing; data transmission; network architecture and protocol 随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。根据香农信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。因此，人们提出采用认知无线电(CR)技术，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。 这一思想在2003年美国联邦通信委员会(FCC)的《关于修改频谱分配规则的征求意见通知》中得到了充分体现，该通知明确提出采用CR技术作为提高频谱利用率的技术手段。此后，CR技术受到了产业界和学术界的广泛关注，成为了无线通信研究和市场发展的新热点。然而，CR技术从理论到大规模实际应用，还面临很多挑战。这些挑战包括了技术、政策和市场等诸多方面。本文从技术的角度，总结分析CR的基本原理、关键技术，并对将来技术发展趋势进行预测。 1 认知无线电基本原理 1.1 认知无线电的概念与特征 自1999年“软件无线电之父”Joseph Mitola Ⅲ博士首次提出了CR的概念并系统地阐述了CR的基本原理以来，不同的机构和学者从不同的角度给出了CR的定义[1-3]，其中比较有代表性的包括FCC和著名学者Simon Haykin教授的定义。FCC认为：“CR是能够基于对其工作环境的交互改变发射机参数的无线电”[4]。Simon Haykin则从信号处理的角度出发，认为：“CR是一个智能无线通信系统。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：任何时间任何地点的高度可靠通信；对频谱资源的有效利用。”

无线电调试的技术分析与应用

无线电调试的技术分析与应用 发表时间：2019-01-21T10:39:17.563Z 来源：《信息技术时代》2018年4期作者：王晓艳刘恩琴 [导读] 随着社会的不断发展，科学技术水平也得到了有效的提高和发展，其中无线电调试技术也得到了飞速的发展和应用，为人们的生活和社会的发展带来了巨大的便利 （陕西省榆林市横山文广电视局，719100） 摘要：随着社会的不断发展，科学技术水平也得到了有效的提高和发展，其中无线电调试技术也得到了飞速的发展和应用，为人们的生活和社会的发展带来了巨大的便利，促进了社会发展改革的进程。通过无线电调试技术可以改善空闲频谱的使用，并且具有其自己的独立搜索功能，可用于监视高频射频环境中的频谱。因此，无线电技术需要进一步创新和改进RFI技术。在本文中，我们将分析和讨论射频检测技术的应用，以促进无线电调试技术的应用，为社会的发展做出积极贡献。 关键词：无线电调试；分析；应用 1无线电技术发展概况 无线电最初应用于长波长范围的调试中，因为该部分在与表面层接触时对电流不太敏感，而无线电波在此过程中不会产生过多的能量损失，并且可以避开障碍物，因此应用无线电调试技术能够实现对测试对象的全面调试。然而，必须理解的是尽管无线电调试具有许多上述优点，但它必须配备大型设备，并且进行高投入成本和受限于设备本身的有限通信能力。为了进一步提高工作效率，我们将继续探索无线电调试技术，以寻找新的频段。其次，它是一种短波电台，由于其经济和易用性而广泛用于电信和广播。然而，对于电离层来说，由于天气因素、太阳活动和人们行为的限制，通信水平和安全性能受到削弱。不仅如此，短波频带的总容量也逐渐没有达到目前的水平，满足不了更多的需求。直到20世纪40年代，世界才开始发展微波技术，这种技术在传播过程中处于线性轨道并且可以很好地穿透电离层，因此微波技术必须进行发展。在从中继站或通信卫星反射后，它将被转移到先前预设的位置进行操作。 2无线电调试技术的现状 数据传输是无线电的重要功能。我们从收音机开始使用无线电技术，该功能已经使用了很长时间，通过无线电操作模式，例如蓝牙，来完成信息的快速、可靠和及时的传输。达到了非常好的应用的效果，促进了人类社会的发展与进步，对人们的生活进行了较大质量的提高。如今无线电技术在我们的生活中应用十分广泛，特别是移动终端设备的发展，给无线电技术的发展带来了巨大的发展契机，极大的促进了我们生活质量的提高，实现了促进人类社会发展的目的。 一般而言，无线技术如今被广泛使用，其应用前景非常广阔，为人们的生活带来了非常大的改善。目前主要在军事、通信、能源，生物和天文学领域。未来将会极大的改善我们的生活，促进社会的深度发展。但是目前无线电技术应用还存在一些问题，必须对这些问题进行积极的改善和解决，以帮助我们进行无线电技术的应用。 3主用户变送器的检验测试 3.1能量检查和测试 通常，如果每种类型的检验测试都不能满足要求标准，则必须检查能量测试问题。能量测试通常可以使用以下方法来实现：使用前波选择一般能量，验证测试技术以获得完成对检测信号的滤波处理，同时获得非常相似的信号资源。第一步是改变特定的设置和模型形状，并在平方器的作用下获得信号能量。同时，能量阈值测试方法是一种有效的测试方法。它相对容易控制，并且对相位同步没有过多的要求。然而其处于相对低的信噪比条件，导致在执行测试测试中容易受到某些限制，因此通常不应用于直接序列、频率调制和扩频信号的检测。 3.2识别循环平稳特征 循环平稳特征调试技术能够比较快速的进行无线电调试，具有非常复杂的特征，可以解决其他调试技术解决不了的难题。在对主用户信号进行调试后，可以产生载波频率、跳频序列和循环前缀等问题，提高了固有周期性信号的强度。如果自相关函数和信号均值是周期性的，这对应于信号上升具有非常重要的意义，意味着存在相对平稳的周期。同时，信号频谱的相关函数可用于相关计算，逐步通过频率条件以确定是否存在主用户信号。在频谱相关函数中，更稳定的信号特征在零时钟频率处被反射。信号的循环特性反映在每个频率中，该频率不为零。由于噪声的柔和性质，光谱相关性不会反映在非零频率位置。循环平稳性是主用户信号的特征，并且信号的循环平稳特性反映在非零循环位置。可以得出结论，如果频谱的相关性反映在非零循环频率位置，则这意味着主用户信号出现问题。 如果它仅存在于零周期位置，则反映频谱的相关性，表明噪声存在，那么主要用户信号不会出现。为了检测相关的周期性静止特征，不需要检测先前的信息信号，并且可以直接区分噪声和有用信号，因此减弱了背景噪声的影响。然而，由于静止特征识别的假设，所进行的计算相对复杂。因此，需要很长的观察时间，必须权衡利弊。 3.3适当的过滤器检测 当感知从主用户获得的先验信息信号时，包括诸如调试类型、脉冲整形和帧格式的各种类型，匹配滤波器检测方法是最合适的计算方法。通过使用滤波器识别的自适应特征，可以最大化信噪比并且可以提高增益处理能力，从而可以提高时间值。应首先感知主要用户的先验信息信号。如果缺少信息的准确性和真实性，会对识别结果有一定影响。因此，这是一种需要相位同步的相干检测。然而，在自适应过程中，必须确保信道均衡、时间同步和载波同步，并且生成一定时间量的计算。 4检测主用户接收器 4.1检测干扰程度 它主要预测主用户接收器干扰传输过程，如果要准确测量干扰程度，只要用户产生的干扰程度在限制范围内，就必须准确确定主用户系统的确切位置。可以自己优化设置参数，对于频带识别目标，这可以通过光谱孔实现。 干扰程度主要是指检测用户检测到的频带中的现有通信，并预测传输过程可能对主用户的接收器造成的干扰。如果要准确测量干扰程度，则需要确定主用户系统的确切位置。只要用户生成的感知干扰温度不超过阈值，传感器用户就可以优化调整参数并使用频谱空洞来

认知无线电中频谱感知技术研究 Matlab仿真 免费分解

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： 20分太坑爹了。老子放个免费的 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；

无线通信技术与应用

恒定包络调制的主要特点是这类已调信号具有幅度不变的特性，其发射机功率放大器可以工作在非线性状态，而不引起严重的频谱扩散；接收机可用限幅器消除信号衰落的影响，从而提高抗干扰性能。此外，这一类调制方式可采用非同步检测。 信噪比( S/N)是指传输信号的平均功率与加性噪声的平均功率之比。是在接收机接收到信号经各级放大、解调最终到达终端（如扬声器）上的信号与噪声的比值，其灵敏度的好坏与接收机本身的性能关系极大。考核接收灵敏度大小是用信噪比（S/N）为依据。信噪比越大,听的效果越好。 载噪比(C/N)指已经调制的信号的平均功率与加性噪声的平均功率之比。 载干比：加到接收天线输入口的有用载频功率（C）与干扰信号（I）功率的比值。PHS系统中使用QPSK调制方式，一般要求误码率在1％以内，载干比一般大于18dB。一般反映信号在空间传播过程中，接受端接受到信号的好坏. 对于用户来说，信噪比是反映信号好坏的标准；对于通信工程设计来说，载干比是分析信号好坏的标准。 QAM（Quadrature Amplitude Modulation） 由于在2PSK信号的载波恢复过程中存在着的相位模糊，即恢复的本地载波与所需的相干载波可能同相，也可能反相，这种相位关系的不确定性将会造成解调出的数字基带信号与发送的数字基带信号正好相反，即“1”变为“0”，“0”变为“1”，判决器输出数字信号全部出错。这种现象称为2PSK 方式的“倒π”现象或“反相工作”。这也是2PSK方式在实际中很少采用的主要原因。另外，在随机信号码元序列中，信号波形有可能出现长时间连续的正弦波形，致使在接收端无法辨认信号码元的起止时刻。 为了解决上述问题，可以采用将要讨论的差分相移键控（DPSK）体制。 QPSK利用载波的四种不同相位来表征数字信息。由于每一种载波相位代表两个比特信息，因此，对于输入的二进制数字序列应该先进行分组，将每两个比特编为一组，然后用四种不同的载波相位来表征。 星座图主要反映数字信号在尚未误码时的噪声状态。在每一个瞬间，信号在方框内都有一个相应的位置，由于广义噪声影响，它会成为一个离散的小云团，由于噪声的性质不一样，其的形状就有区别，因此我们在星座图测试时可以根据星座图的形状分析判断数字系统的噪声特征和来源。 在通信系统中，接收端想要从被调制的高频信号中恢复出原来的数字基带信号，就需要对接收信号进行解调。所谓非相干解调，即不需提取载波信息（或不需恢复出相干载波）的一种解调方法。 非相干解调是通信原理中的一种重要的解调方法，无论在模拟系统和数字系统中都非常重要。非相干解调的优点是可以较少的考虑信道估计甚至略去，处理复杂度降低，实现较为简单，但相比相干解调方法性能下降，从定量角度来看，普遍的结果是非相干解调性能上比相干解调差3dB。 IF (intermediate frequency) 中频， BPF在通信中(band-pass filter)，即带通滤波器。

认知无线电技术介绍

认知网络课程学习报告题目：认知无线电技术简介

目录 1、认知无线电简介 ………………………………………………………………………………………………………….- 1 - 1.1 技术产生背景.................................................................................................................. - 1 - 1.2 基本理念和平台结构..................................................................................................... - 1 - 1.3 认知无线电的发展及研究现状 .................................................................................... - 3 - 2、认知网络关键技术................................................................................................................... - 4 - 2.1 频谱检测技术.................................................................................................................. - 4 - 2.2 自适应频谱资源分配技术............................................................................................. - 5 - 2.3 认知无线电下的频谱管理............................................................................................. - 5 - 3、认知无线电的标准化............................................................................................................... - 6 - 4、认知无线电的应用场景........................................................................................................... - 7 - 5、结语............................................................................................................................................ - 9 - 参考文献........................................................................................................................................ - 10 -