认知无线电
认知无线电技术

认知无线电技术什么是认知无线电技术?认知无线电技术,又称为认知无线电系统,是一种通过利用电磁波的传播特性,对无线电频率进行智能管理和利用的技术。
它通过对周围无线电频谱的监测、识别和分析,实现了无线电频谱的高效利用。
与传统的固定频率使用方式不同,认知无线电技术可以动态地调整无线电频率以避免和其他无线电设备的干扰,从而提高了频谱的利用效率。
认知无线电技术的应用可以涵盖通信、雷达、导航和遥感等领域。
认知无线电技术的发展历程认知无线电技术的发展可以追溯到20世纪90年代初期,当时,波束赋形和频率聚焦技术逐渐成熟,很多无线电设备都已经实现了数字化处理。
在这样的背景下,研究人员开始寻求一种新的方式来提高频谱利用率,避免信号干扰现象的发生。
2002年,美国电子电气工程师学会( IEEE)提出了认知无线电技术的概念。
2003年,美国国防部开始为研究该技术的应用和发展提供资金支持。
此后,越来越多的研究机构和企业开始加入到认知无线电技术的研究和应用之中。
近年来,认知无线电技术在国内外的研究和应用得到了广泛关注和推广。
认知无线电技术的特点1.智能管理认知无线电技术可以自主地对无线电频率进行管理和利用,通过智能的处理能力,动态地调整无线电的频率范围、幅度和波形等,适应不同的环境和需求。
2.高效利用认知无线电技术可以避免固定频率使用方式下的频谱浪费和干扰问题,提高了频谱的利用效率。
通过对周围无线电环境的优化感知和调节,可以实现更多无线电设备的共存,满足满足不同的通信需求。
3.低成本与固定频率使用方式相比,认知无线电技术可以减少硬件设备的需要,降低成本和能耗。
4.安全可靠认知无线电技术可以减少不必要的信号干扰和频谱浪费,提高了无线电设备的安全性和可靠性,避免了频繁的通信中断和信息传输错误。
认知无线电技术的应用认知无线电技术已经应用在多个领域中,下面列举几个具体的应用:1. 通信认知无线电技术可以大大提高无线电频谱的利用效率,支持更多的数据传输和接受,同时减少了传输中的干扰和浪费,提高了通信的速度和可靠性。
认知无线电的开发环境与基础实验入门

认知无线电的开发环境与基础实验入门认知无线电(Cognitive Radio)是一种新型无线通信技术,其核心概念是无线电设备具有感知和认知的能力,能够自主地感知无线电频谱的使用情况,并根据当前环境的特性和需求灵活地调整自身的传输参数和工作模式。
在认知无线电的开发环境与基础实验入门方面,主要包括开发环境的搭建和基础实验的设计与实施两个方面。
首先,认知无线电的开发环境搭建需要一些基本的硬件设备和软件工具。
硬件方面,需要一台通用计算机,可以是台式机或者笔记本电脑,满足一般的运算和存储需求即可。
此外,还需要一块可编程的无线电设备,如软件无线电(Software Defined Radio,简称SDR)平台。
SDR平台可以通过编程来实现对无线电硬件的控制和调整,满足认知无线电的开发需要。
在软件工具方面,可以选择一些开源平台,如GNU Radio和SDR#等,这些平台提供了丰富的工具和函数库,可以方便地进行信号处理和无线电通信的实验。
其次,基础实验的设计与实施是认知无线电开发的重要一环。
基础实验主要包括两个方面的内容:频谱感知和动态频谱访问。
频谱感知是指无线电设备根据感知算法和感知技术来感知当前频谱的利用情况。
这其中的关键步骤包括能量检测、频谱分析和频谱识别等。
动态频谱访问是指无线电设备基于感知结果和通信需求来动态地决策如何访问频谱资源。
这其中的关键步骤包括频谱查询、频道选择和动态频谱访问控制等。
为了实施这些基础实验,我们可以利用上文提到的开源软件平台,如GNU Radio 和SDR#等,结合SDR平台进行实验。
首先,我们可以使用GNU Radio提供的信号处理库和函数来实现频谱感知算法和感知技术。
例如,可以使用能量检测算法来检测信号的存在和强度,使用频谱分析算法来分析信号的频谱特征,使用频谱识别算法来识别不同信号的类型和调制方式等。
然后,基于感知结果,可以调用SDR平台的API接口来进行动态频谱访问控制。
认知无线电

认知无线电认知无线电(Cognitive Radio)这个术语首先是Joseph Mitola在软件无线电概念的基础上提出的,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。
目前,认知无线电技术炙手可热,应用前景一片大好。
有报道称具有认知功能的无线局域网产品将在近一两年内问世,但是要真正实现CR技术还需解决包括频谱检测技术、自适应频谱资源分配技术和无线频谱管理技术等关键技术问题。
当前,认知无线电技术已经得到了学术界和产业界的广泛关注。
很多著名学者和研究机构都投入到认知无线电相关技术的研究中,启动了很多针对认知无线电的重要研究项目。
例如:德国Karlsruhe大学的F. K. Jondral教授等提出的频谱池系统、美国加州大学Berkeley分校的R. W. Brodersen教授的研究组开发的COVUS系统、美国Georgia理工学院宽带和无线网络实验室Ian F. Akyildiz教授等人提出OCRA项目、美国军方DARPA的XG项目、欧盟的E2R项目等。
在这些项目的推动下,在基本理论、频谱感知、数据传输、网络架构和协议、与现有无线通信系统的融合以及原型开发等领域取得了一些成果。
IEEE为此专门组织了两个重要的国际年会IEEE CrownCom和IEEE DySPAN交流这方面的成果,许多重要的国际学术期刊也通过将刊发关于认知无线电的专辑。
目前,最引人关注的是IEEE 802.22工作组的工作,该工作组正在制定利用空闲电视频段进行宽带无线接入的技术标准,这是第一个引入认知无线电概念的IEEE技术标准化活动。
结合上述认知无线电技术的现状,预计认知无线电未来会沿着以下几个方面发展:1、基本理论和相关应用的研究,为大规模应用奠定坚实的基础。
比较重要的包括:认知无线电的信息论基础和认知无线电网络相关技术,例如:频谱资源的管理、跨层联合优化等等。
浅谈认知无线电技术

汇报人:文小库2023-11-17•认知无线电技术概述•认知无线电技术的原理与技术•认知无线电技术的优势与挑战•认知无线电技术的发展趋势与展望•认知无线电技术的实际应用案例认知无线电技术概述01认知无线电(Cognitive Radio, CR)是一种智能无线电通信技术,能够感知并理解周围的无线电环境,动态地调整其传输参数,如频率、功率等,以提高无线频谱的利用效率。
认知无线电的特点主要包括灵活性、自适应性、智能性和环保性。
它能够根据无线电环境的实时变化来动态调整传输参数,以适应不同的通信需求和保障通信质量。
此外,认知无线电还具有节能环保的优势,能够有效地利用无线频谱资源,缓解频谱资源紧张的问题。
定义和特点VS认知无线电技术的研究始于20世纪90年代,随着无线通信技术的快速发展和频谱资源的日益紧张,认知无线电技术逐渐成为研究的热点。
各国政府和企业纷纷投入大量的人力和物力资源进行认知无线电技术的研究和开发。
目前,认知无线电技术已经取得了显著的进展,各种先进的认知无线电技术和系统不断涌现。
未来,认知无线电技术将继续朝着智能化、自适应性和节能环保等方向发展,为无线通信技术的发展带来更多的创新和突破。
认知无线电技术的历史与发展认知无线电技术可以应用于各种无线通信系统,如移动通信、卫星通信、物联网、智能家居等。
在这些系统中,认知无线电技术可以通过感知周围无线电环境的变化,动态地调整传输参数,提高频谱利用效率,保障通信质量。
例如,在移动通信系统中,认知无线电技术可以感知并避免干扰,提高频谱利用效率,增加网络容量和覆盖范围。
在卫星通信系统中,认知无线电技术可以通过动态地调整传输参数,适应不同卫星的运动轨迹和通信需求,保障通信质量。
认知无线电技术的应用场景认知无线电技术的原理与技术02认知无线电技术通过感知无线电环境,理解信号传播特性,从而获取空闲频谱的机会。
通过构建频谱地图,对频谱使用情况进行记录和分析,为后续的频谱管理和优化提供数据支持。
认知无线电技术的研究与优化

认知无线电技术的研究与优化认知无线电技术是近年来发展最为迅速的无线电技术之一。
其核心思想是通过对无线电频谱的实时监测和分析,实现对无线电频道的自适应管理和智能分配。
因此,它被广泛应用于无线电资源共享和频谱利用效率提高的领域。
本文将从认知无线电技术的原理、应用领域以及研究与优化方向三个方面,为读者详细介绍认知无线电技术。
一、认知无线电技术的原理认知无线电技术的核心是通过实时监测和分析无线电频谱,获取频道的使用状况、空余容量等信息,从而实现对频谱的自适应管理和智能分配。
其优点是可以最大程度地提高频谱的利用效率,避免频谱的浪费和瓶颈发生。
认知无线电技术通常由以下五个主要模块组成:1.感知模块:监测和获取频谱信息。
2.推理模块:处理并分析感知模块采集的频谱信息,识别出当前频率和频道的使用情况,以及可用频道的数量和容量等相关信息。
3.规划模块:根据推理模块的结果,制定出合理的频道分配方案。
4.执行模块:根据规划模块的方案,执行相应的频道分配和调度操作。
5.反馈模块:监测和评估执行模块的操作效果,从而不断优化系统的性能和效率。
二、认知无线电技术的应用领域认知无线电技术可以应用于多个领域,如无线电资源共享、物联网通信、移动通信等。
下面将分别阐述其在这些领域中的应用场景和具体实现方式。
1.无线电资源共享。
传统的无线电频谱管理方式是采用独占或分段的方式,导致频谱利用效率低下和频谱浪费。
而认知无线电技术可以通过对频谱进行智能识别和分配,实现多用户共享同一频谱,从而最大化地提高了频谱利用效率。
例如,无线电电视的频谱资源一般处于一种相对稳定的状态,而认知无线电技术可以将这些空闲的频率分配给无线局域网或蜂窝通信等其他应用,以增强频谱利用效率。
2.物联网通信。
随着物联网智能家居、智能医疗等应用的快速发展,对于频谱的需求也在不断增长。
而传统的物联网无线通信方式存在频谱资源有限、信道干扰严重等问题。
而认知无线电技术则可以通过对频率的实时检测和分析,选择最优的频谱资源和信道,从而实现物联网通信的高效性和可靠性。
认知无线电体系结构分析

认知无线电体系结构分析认知无线电是一种新生的无线通信技术,它在频谱管理、网络优化等方面有着广泛的应用。
为了更好地实现认知无线电通信,需要建立合理的认知无线电体系结构。
本文将从多个方面进行分析,为读者呈现认知无线电体系结构。
一、认知无线电的定义和特点认知无线电是指一类能够自主建立模型、利用地理信息和环境关键指标,自动或半自动感知和操作无线电频谱的系统的技术。
它具有动态频谱分配和利用的能力,能够有效地提高无线电频谱利用率、提升通信性能,优化用户体验,是无线电通信的一种重要技术。
二、认知无线电的体系结构认知无线电体系结构主要分为网络体系结构、射频体系结构、通信协议体系结构。
1. 网络体系结构认知无线电网络体系结构是指由认知无线电通信设备、认知控制器、认知网关节点和认知管理服务器等组成的网络结构。
其主要功能是通过自主感知、分析和决策无线电环境,实现频谱监测、动态频谱分配和网络管理等任务。
2. 射频体系结构认知无线电射频系统主要包括软件定义的无线电设备、DAA-PCB电路板和射频前端等元件。
这些元件协调工作,使得无线电设备具有高度的智能化完成频谱感知、数据处理、通信控制。
3. 通信协议体系结构认知无线电通信协议体系结构是实现认知无线电通信所必需的协议总称,本质上是在数据链路层之上,对认知无线电设备所提供的通信服务的控制,使用其设备优化频谱利用。
该部分主要涉及到物理层、数据链路层、网络层,需要确保不同节点间的信息交流顺畅、安全可靠。
三、认知无线电体系结构分析认知无线电体系结构是一种比较复杂的分布式结构体系,其设计需要考虑众多因素,一些主要方面如下:1.取决于射频前端设计的电路过程,越复杂有更好的效果,同时需要考虑成本限制。
2. 系统中大量节点间的互相操作请求,数据必须很好地调配以提高信道使用率。
3. 必须要有高精度的感知与反应,以满足对频谱使用状态的无缝控制。
4. 系统需要优化节点的选择算法以实现快速定位,这对连通性和频谱效果有很大的影响。
认知无线电原理及应用

认知无线电原理及应用无线电通信是现代社会中不可或缺的一部分,它在我们的日常生活中扮演着重要的角色。
然而,随着无线电频谱资源的日益紧张,如何更有效地利用这些资源成为了一个亟待解决的问题。
认知无线电技术应运而生,它通过对无线电频谱的认知和智能化管理,实现了频谱资源的高效利用。
认知无线电的原理是基于对无线电频谱的感知和分析。
它通过感知周围的无线电环境,包括频谱利用情况、信号强度等信息,来判断当前的频谱资源是否被占用。
如果频谱资源没有被占用,认知无线电可以利用这些空闲的频谱资源进行通信。
如果频谱资源已经被占用,认知无线电可以通过与其他设备的协调和谐共享频谱资源,以避免干扰和冲突。
认知无线电技术的应用非常广泛。
首先,它可以提高无线电频谱的利用效率。
传统的无线电通信系统中,频谱资源被静态地分配给各个用户,导致频谱资源的浪费。
而认知无线电可以根据实际需求动态地分配频谱资源,使得频谱资源得到最大程度的利用。
其次,认知无线电可以提高无线电通信的可靠性。
通过对无线电环境的感知和分析,认知无线电可以自动调整通信参数,以适应不同的环境条件,从而提高通信的质量和可靠性。
此外,认知无线电还可以提供更安全的通信服务。
通过对无线电环境的监测,认知无线电可以及时发现和干扰非法设备,保护通信的安全性。
认知无线电技术的发展还面临一些挑战。
首先,认知无线电需要准确地感知和分析无线电环境,这对硬件和算法的要求非常高。
其次,认知无线电需要与传统的无线电通信系统进行兼容和协调,以确保无缝的切换和共存。
此外,认知无线电还需要解决频谱资源分配的公平性和效率性问题,以保证各个用户的利益和通信质量。
尽管面临一些挑战,认知无线电技术的前景依然广阔。
随着无线电频谱资源的日益紧张,认知无线电技术将成为未来无线通信的重要发展方向。
它将为无线通信提供更高效、可靠和安全的服务,推动无线通信技术的进一步发展。
总之,认知无线电技术通过对无线电频谱的认知和智能化管理,实现了频谱资源的高效利用。
认知无线电

16
通常一个博弈过程包括五个方面: 通常一个博弈过程包括五个方面: 1、参与者: 博弈中进行独立决策的参与者也称为局中人 2、策略: 在每一局博弈中,参与者都会选择一种实际可行的方案 3、信息: 它是参与者选择策略的前提 4、次序: 由于每个博弈方的决策有先后之分,所做的决策也不止一 次,这样就产生了次序。 5、得失: 博弈的结果称为得失。
2、认知无线电原理
无线环境
发射信号
频谱激励 频 谱 感 知
频 谱 判 决
信道容量 频谱分析
频谱信息
认知无线电原理图
3、认知无线电的特点 、
1.对环境的感知能力 2.对环境变化的学习能力 3.对环境变化的自适应性 4.通信质量的高可靠性 5.对频谱资源的充分利用 6.系统功能模块的可重构性
频谱分配
LB = {ln.m • b n.m }N ×M
14
• 干扰矩阵集合
C = {cn ,k ,m c
n,k ,m
∈ {0,1}}N × N ×M
• 无干扰的频谱分配矩阵
A = {an ,m an ,m ∈ {0,1}}N ×M
A必须满足无干扰条件:
基于着色理论的 频谱分配方法具 有时间开销小的 优点,但精度不 够高。
一、概念
频谱分配就是根据需要接入系统用户数目及其服务 要求将频谱分配给一个或多个指定用户。 频谱分配的主要目的就是通过一个自适应策略有效 的选择和利用空闲频谱。利用动态频谱分配策略,可有 效的提高无线通信的灵活性,使授权用户和非授权用户 之间避免冲突,公平地享有频谱资源,满足用户因不同 业务而不断变化的需求。
认知无线电的基础知识
1、认知无线电(Cognitive Radio,CR)概念 认知无线电(Cognitive Radio,CR)概念
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
航天器通信技术的发展和应用课程报告《认知无线电技术研究》姓名房鑫学号 151230124学院航天学院专业信息工程二〇一六年三月I摘要摘要认知无线电(Cognitive Radio,CR)的概念起源于1999年Joseph Mitola博士的奠基性工作,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。
随着无线通信技术的发展,一个日益严峻的问题摆在了我们的面前,那就是频谱资源日趋缺乏。
但是另一方面,无线频谱资源在空间和时间上存在着不同程度的闲置,于是人们提出了认知无线电技术。
认知无线电网络中的用户能感知周围的无线环境,并能择机进入频谱,从而提高了频谱利用率和实现了频谱的灵活分配。
本文主要对认知无线电的动态频谱分配算法进行了研究。
频谱的灵活应用要求认知无线电系统能够动态地分配频谱资源,包括要为主用户的出现实现退避和切换功能,因此,频谱分配是能否充分高效利用空闲频谱的关键技术。
本文首先对认知无线电作了简要的介绍,阐述了认知无线电的概念、功能以及发展状况等。
然后介绍了认知无线电关键技术及频谱分配方法,并分析了现有算法的优缺点。
关键词:认知无线电,频谱分配,图论着色,用户需求,公平。
1绪论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。
现在的频谱管理策略是基十静态控制的模型,频谱是固定授权分配的,因此导致了较低的频谱利用率。
而认知无线电技术使得次用户对频谱的二次使用成为可能,极大地提高了频谱利用率,被认为是解决频谱缺乏问题的方案之一。
本章将对认知无线电技术做一个简单的介绍。
1.1认知无线电的概念与特征自1999年“软件无线电之父”Joseph MitolaⅢ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,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”。
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。
”无线频谱资源在传统的无线通信系统中是固定授权分配的,这样的分配方式有利于保证系统的服务质量(QoS,Quality of Service),但是也这样的分配方式也导致了频谱利用率的低下[1][2]。
FCC(Federal Communications Commissions,美国联邦通信委员会)的一份调查报告表明,分配给授权用户的频段其使用率在不同时间不同地区的波动很大,从15%-85%不等。
而认知无线电的正是为了解决这个问题而提出的。
认知无线电的概念是Joseph MitolaⅢ博士于1999年在IEEE Personal Communications杂志上明确提出的[3],强调软件定义无线电(SDR,Software Defined Radio)是实现CR的理想平台,是对软件无线电的进一步的扩展。
Joseph MitolaⅢ博士于2000年在他的博士论文给出了他对认知无线电的定义。
他认为:“认知无线电这个术语是指这么一个观点,即在无线资源和相关的计算机与计算机之间通信方面,无线个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)和相关的网络具有足够的计算智能,包括检测用户的通信需求作为使用环境的函数以及提供最符合这些需求的无线资源和服务。
于是,认知无线电设备能够为无线传输自动选择最好和最便宜的服务,甚至能够根据目前或即将可用的资源,延迟或提前某次传输。
”总得来说,认知无线电就是具有认知和学习能力的无线系统,能实时、动态的检测到无线频谱空洞,并根据一定的策略算法,实时、自适应得改变自身工作参数,对频谱空洞加以有效利用的无线电。
总结上述定义,CR应该具备以下2个主要特征:(1)认知能力认知能力使CR能够从其工作的无线环境中捕获或者感知信息,从而可以标识特定时间和空间的未使用频谱资源(也称为频谱空洞),并选择最适当的频谱和工作参数。
这一任务通常采用图1所示的认知环进行表示,包括3个主要的步骤:频谱感知、频谱分析和频谱判决。
频谱感知的主要功能是监测可用频段,检测频谱空洞;频谱分析估计频谱感知获取的频谱空洞的特性;频谱判决根据频谱空洞的特性和用户需求选择合适的频段传输数据。
图1认知环模型(2)重构能力重构能力使得CR设备可以根据无线环境动态编程,从而允许CR设备采用不同的无线传输技术收发数据。
可以重构的参数包括:工作频率、调制方式、发射功率和通信协议等。
重构的核心思想是在不对频谱授权用户(LU)产生有害干扰的前提下,利用授权系统的空闲频谱提供可靠的通信服务。
一旦该频段被LU使用,CR有2种应对方式:一是切换到其它空闲频段通信;二是继续使用该频段,但改变发射统率或者调制方案避免对LU的有害干扰。
1.2认知无线电的基本功能及特点从以上介绍可以看出,认知无线电系统通过实时的感知和学习,不断地自适应地调整其自身内部的通信机理来适应无线通信环境变化,最大程度地提高频谱资源的利用率。
由此可以总结出认知无线电具有这样的特点[5]:(1)对无线通信环境的感知能力;(2)对环境变化的学习和自适应能力;(3)系统功能模块的可重配置能力;(4)通信质量的高可靠性;(5)对频谱资源的充分利用;认知无线电要取得成功,SU首先要准确地探测出PU是否正在使用某信道。
认知无线电然后会根据感知到来的频谱信息,自适应的调整自身的无线通信功能,即系统功能模块重配置能力。
所以这两个功能是认知无线电的两大功能特征。
1.3认知无线电的国内外相关研究1.3.1国外的研究现状(1) 频谱池德国Karlsruhe大学FiedrichJondral教授的研究小组在德国联邦研究和技术部移动通信项目的资助下,基于Joseph Mitola的“频谱池”概念,开发出一个基于OFDM技术的中心控制的频谱池体系架构。
频谱池的思想是将一部分分配给不同业务的空闲频谱合并成一个公共的频谱池,整个频谱池又可划分为若干个子信道,感知用户可临时占用频谱池里的空闲信道。
基于OFDM的频谱池将频段分成的若干个子载波,用当前、当地可利用的频谱空洞所对应的子载波传输感知用户的数据,而将正在活动的主用户频段所对应的子载波设置为关闭状态。
(2)端到端可重配置(End-to-End Reconfigurability,E2R)[9]由摩托罗拉、西门子、法国电信和英国的几所大学联合开发的项目端到端可重配置(End-to-End Reconfigurability,E2R)系统。
E2R系统可为多种空中接口、协议和应用提供通用的平台和相关的工作环境,通过基于认知算法的可升级和可重配置的架构来优化资源利用;同时可重配置性可以灵活地修改相关设备的软件设置,提高网络和设备的性能。
(3)Next Generation(XG)项目美国国防高级研究计划署启动了下一代XG(Next Generation)项目,目标是使得美国军用通信设备可以检测环境变化,根据所处环境的频谱管理政策选择频谱。
项目包括两个方面:一是开发提供择机频谱接入的技术;二是开发通过灵活的政策应用管理无线行为关键方面的长期管理框架。
如何检测并描述无线电环境,辨认可用频谱以及合理分配谱构成了整个XG项目的研究核心。
(4)CORVUS系统[10]为了能通过协调的方式检测和使用频谱,美国加州大学Berkeley分校的R.W.Brodersen教授的研究组提出来了CORVUS系统。
在CORVUS系统中,使用了用户分组的思想,通过组内控制信道协调组内用户的动态频谱使用;通过通用控制信道协调组间的动态频谱分配;提出了如何在动态频谱接入下的可靠链路维护协议。
目前,该系统正开发测试床评估物理和介质访问控制层的性能。
1.3.2国内研究现状在国内,虽然关于认知无线电的研究起步较晚,但是这几年针对认知无线电技术的研究项目也有很多。
国家高技术研究发展计划(863计划)于2005年7月设立课题研究认知无线电技术,国内众多高校参与了该课题的研究,特别是对认知无线电物理层和MAC层关键技术、协议体系结构、应用场景分析等方面做了许多深入的研究。
另外,华为术有限公司和电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室、香港科技大学合作,进行了利用空闲电视频段提供宽带无线接入的IEEE 802.22标准的制定,并向IEEE 802.22提交了多项提案。
2认知无线电的关键技术认知无线电的网络结构有集中式、分布式和“集中+分布式”3种类型,它通过频谱自适应技术来实现动态频谱分配根据认知无线电系统必须具备的基本功能,如何实现这些功能也就成为认知无线电的关键技术。
2.1 频谱检测技术目前,对频谱检测技术的研究主要包含两方面:一是单点频谱检测技术,根据单个认知无线电节点接收的信号,检测其所处无线环境的频率占用情况;二是多点协同频谱检测技术,即把多个节点的频谱检测结果进行合并,以提高检测正确率,并降低单节点的性能要求。
2.2自适应频谱资源分配技术为了解决目前频谱资源日益紧张和固定分配频谱利用率较低的矛盾,就要找到更有效的方法来充分感知和利用无线频谱资源。
基本途径有两条:其一,提高频谱利用率,充分利用已授权用户的频谱资源,减少浪费;其二,提高系统通信效率,综合优化分配已获得的频率资源和其它资源,进而提高利用率。
正交频分复用(OFDM)技术是目前公认的比较容易实现频谱资源控制的传输方式。
该方式通过频率的组合或裁减实现频谱资源的充分利用,可以灵活控制和分配频谱、时间、功率、空间等资源。
自适应频谱资源分配的关键技术主要有载波分配技术和子载波分配技术。
2.3动态频谱管理技术动态频谱管理(DSM)又称为动态频谱分配,主要在发射端执行。
简单来说,频谱管理的主要目的是通过一个自适应策略有效地(高效率以及可实施)利用RF频谱。
特别地,频谱管理算法设计要求以无线场景分析者对频谱空穴的侦察以及发射功率控制者的输出为基础,选择适应无线环境时间变化特征的调制模式。