认知无线电中频谱管理23页PPT
无线电频谱管理的基本概念(Ⅰ)
无线电频谱管理的基本概念无线电频谱管理是指对无线电频谱的合理利用和有效管理的一系列措施和规定。
无线电频谱是指用于无线电通信、广播、导航等应用的一定范围内的无线电波频率范围。
频谱资源是有限的，因此必须进行管理和规划，以确保不同无线电系统之间的互不干扰，同时最大化地利用频谱资源。
一、频谱管理的重要性无线电频谱是一种稀缺资源，其合理管理对于各种无线电通信系统的正常运行至关重要。
频谱的有效利用不仅可以提高通信效率，还可以降低通信成本，促进经济发展。
同时，频谱资源的管理也是国家主权范围内的重要事务，需要依据法律法规进行合理分配和利用。
二、国际频谱管理在国际范围内，无线电频谱的管理需要遵循国际电信联盟（ITU）的规定。
ITU是联合国下属的专门机构，负责协调和管理全球无线电频谱资源。
ITU定期召开世界无线电通信大会，对全球范围内的无线电频谱进行规划和分配。
各会员国必须遵守ITU的规定，确保自己的无线电通信系统不会对其他国家的系统造成干扰。
三、国家频谱管理在国家范围内，各国政府负责对本国的无线电频谱资源进行管理和规划。
通常会成立专门的无线电管理机构，负责制定无线电频谱的分配方案、频率规划和管理政策。
这些机构需要与其他国家的机构进行合作，协商解决跨国频谱管理的问题。
四、频谱分配和规划频谱的分配和规划是频谱管理的核心内容。
通过合理的频率规划和频率分配，可以有效地避免不同无线电系统之间的互相干扰。
在频谱规划中，需要考虑到各种无线电应用的需求，包括电信、广播、卫星通信、航空导航等。
同时还需要考虑到频谱资源的技术特性，以确保不同频段的有效利用。
五、频谱监测和执法频谱管理机构需要对频谱进行监测和执法，以确保无线电系统的合法运行。
通过频谱监测，可以及时发现和解决频谱干扰的问题，保障通信质量。
对于违规使用频谱的行为，频谱管理机构需要进行执法行动，并对违法行为进行处罚。
六、频谱共享和动态频谱管理随着无线电技术的不断发展，频谱共享和动态频谱管理成为频谱管理的新趋势。
无线电频谱管理
无线电频谱管理
Index
无线管与执法机构职责
▪ 无线电频谱监管与执法机构职责
无线电频谱管理的重要性： 无线电频谱是有限的自然资源，合理管理对于保障无线电通信的可靠性、安全性和效率至关重要。 频谱管理的不当会导致频谱资源浪费、频段干扰、无线电通信质量下降等问题。 无线电频谱监管与执法机构的职责： 监测和监管频谱使用：负责监测和监管无线电频谱的使用情况，确保频谱资源的合理利用。 频谱规划和分配：制定频谱规划方案，合理分配频段给不同的无线电通信系统和业务。 执法和处罚：对频谱使用违规行为进行执法和处罚，维护频谱秩序和公平竞争环境。 频谱监测技术与手段： 频谱监测设备：使用先进的频谱监测设备，如频谱分析仪、无线电监测车等，对频谱进行实时监测和分析。 频谱监测系统：建立完善的频谱监测系统，包括监测设备、数据处理与分析平台，实现对频谱使用情况的全面监控 。 频谱监测技术：应用现代无线通信技术，如软件无线电技术、智能感知技术等，提高频谱监测的精度和效率。 频谱管理政策与法规： 频谱管理法规：制定和完善频谱管理的相关法规和政策，明确频谱管理的原则、流程和责任。 频谱分配机制：建立公平、公正、透明的频谱分配机制，促进频谱资源的合理配置和利用。 频谱共享与动态分配：推动频谱共享和动态分配技术的发展，提高频谱利用效率和灵活性。 国际频谱管理合作： 国际频谱协调：积极参与国际频谱管理组织和协调机制，推动国际频谱资源的合理分配和利用。 跨境频谱管理：加强与邻国的频谱管理合作，解决跨境频谱干扰和冲突问题。 频谱管理国际标准：参与国际频谱管理标准的制定和推广，提高我国在国际频谱管理领域的影响力。
无线电频谱管理的国际合作与标准化
▪ 频谱管理的国际合作案例分析
国际频谱规划案例： 国际间频谱规划的协商和合作案例，如2G、3G、4G等移动通信频段的国际协商和分配。 频谱共享案例： 国际间频谱共享的实践案例，如卫星通信和无线电广播之间的频谱共享。
广电频谱认知WiFi技术 ppt课件
• 由于电视传输为了避免干扰，在各地的频谱使用 是不一样的，因此，就要求广电的无线宽带接入 必须是跳频的，可以避免干扰到电视的传输。
• 无线宽带接入的功率必须有限制，一般不能够超 过4W。
采用跳频方式的白频谱无线宽带接入的优势在于：
1、不会干扰电视的传输。 2、电视的传输可以随时随地选择任何频点，剩下的事情由白频谱无线宽带接入 系统来解决。 3、所有的终端，可以在所有的地方接入，终端的接入通过扫描当地的无线宽带 接入频点来完成接入和认证。 4、与超级WiFi（实际上是降频WiFi）相比较，可以大量节省运营成本，大幅度 提高用户的体验。使得营销变得更容易。
广电自适应Wi-Fi基本技术指标
1. 基于WiFi，采用TDD/TDMA方式。使用8MHz频谱带宽。 2. 使用MIMO。 3. 漫游。 4. 支持移动速率120km/h。 5. 功率在500-1000mw。 6. 频率在470-790MHz。 7. 频率可以在470-790MHz之间跳频，避免干扰。 8. 单个基站采用四个扇区，提供最大600Mbps的传输速率。 9. 单个扇区提供150个终端连接，一个基站提供600个终端连
接。
suansin@
广电自适应Wi-Fi采用模块结构
主板
2.4G WiFi 5.8G WiFi
射频板
suansin@
认知WiFi，架构
信道 BW
峰值速率
6, 7, 8 MHz (region-specific)
384.0 Mbps (6 or 7 MHz), 568.9 Mbps (8 MHz)
认知无线电技术在电磁频谱管理中的应用研究
０ 引言
随着无线 电技 术的 飞速发 展和广 泛应用 ，使 得 有 限频 谱资源和猛 增的需求 间的矛盾 日益突 出。 目 前传统 的频谱分 配制度 为静态 频谱分 配 ，无线频 谱
资源被划分为授权频段 （ Ｆ 与非授权频段 （Ｆ ） Ｌ Ｂ） Ｕ Ｂ２
类。美 国联邦 通信 委员会 （ Ｃ Ｆ Ｃ）的研究 表明 ，授
Ａ ｂｓ ｒａｃ ： Ｔｈｒ ｔ ｔ ｏｕｇｈ ａ ｌ ｉ ｈｅ ｍ ａ ｎ ｆ ａ ｕｒ ｓ ｏｆｃｏ ｎａｙｓｓ ｔ ｉ ｅ ｔ ｅ ｇｎｉｉ ｒ ｄｉ ｔ ｃ ｔｖｅ ａ ｏ ｅ ｈｎｏｌ ｇｙ，ｅ ｅ ｒ ｈ ｈｅ ｒ ｍ ｅ ｏｕ ｃ ｎｇ ｓ ｏ ｒ ｓ ａ ｃ ｔ ｔｅ ｎｄ ｓ ｈａ ｅ ｃｏ ｇｎｉｉ ｅ ｒ ｄｉ ｔ ｃ ｔｖ ａ ｏ ｅ ｈｎｏｌ ｙ ｏｇ ｈａ ｏｕｇ ｎ ｐｅｃｒ ｓ ｂｒ ｈｔｉ ｓ ｔｕｍ ａ ｇ ｍ ｅ ． ｎａｙ ｉ ｔ ｗ ｏ ｂａ ｉ ｏｄ ｌ ｏ ｈｅ ｃ ｒ ｎｔ ｍ ｎａ ｅ ｎｔＡ ｌ ｓｓ ｈｅ ｔ ｓｃ ｍ ｅ ｓ ｆ ｔ ｕｒ ｅ
ｍ ａ ｇｅ ｅ ｔｃ ｒ ｂ ｎ ｐｅ ｔ ｍ ａ ａ ｅ ｅ ｅ ｉ ｉｉ ｔ ｈｅｍ ａ ｎａ ｍ ｎ ａｌ ｒ ｇ ｓ ｃｒ ｉ ｕ ｍ ｎ ｇ ｍ ｎｔｆ ｘ ｂｌｔ ｏ ｔ ｎｎｅ ｎ ｗ ｈｉｈ ｈｅ ａｓｇ ｍ ｅ ｆｓ ｃｒ ｌ ｙ ｒ ｉ ｃ ｔ ｓｉ ｎ ｎｔｏ ｐｅ ｔｕｍ ｉ ｅ ｉ ， ｌｃ ｎｓｎｇ
ｔｃ ｅ ｈｎｉ ｑｕｅ ｎ ｌ ｃ ｒ ｓ ｉ ｅ ｅ ｔ ｏｍ ａ ｎｅ ｉ ｐｅ ｔ ｕｍ ａ ｇｅ ｅ ｇ ｔｃ ｓ ｃ ｒ ｍ ｎａ ｍ ｎｉ ｇ ｏ Ｗ ｉ ｉ ｉａ ｊ ｎ
（ ｖｌ ｉｅ ｉ ｆ ｎ ｉｅｒ ｇ ＮａａＵｎｖｒ ｔ ｏ Ｅ ｇ ｅ ｎ ，Ｗ ｕ ａ ３ ０ ３ １０ ｒｏ ，Ｙａｔｉ ６ ００） ｓｙ ｎ ｉ ｈｎ４ ０ ３ ；９ ６ ４Ｔ ｏ ｐ ｎａ２ ４ ０
认知无线电技术在电磁频谱管理中的应用探讨
年由瑞典皇家技术学院的Joseph Mitola博士提出，英文全称为 Cognitive Radio，简称CR。此后，随着认知无线电技术的成 熟，越来越多的国家开始致力于研究其应用价值和应用途径。 比如，将认知无线电技术应用于军用领域，提高电子对抗能 力；应用于民用领域，将之应用于宽带网络中。与传统无线电 技术思路相比，认知无线电技术将众多的终端设备当作一个整 体，而非孤立存在的个体，再通过认知能力和重构能力，实现 对电磁频谱的自主感知、分析以及决策等一系列的过程，完成 对频谱的智能化分配。
后，可允许非授权用户在不影响授权用户的情况下，接入频率 资源。相比于静态频谱分配方式，认知无线电技术可利用频谱 感知技术、频谱分析技术、频谱共享技术等关键技术，实现对 频谱的及时合理分配。
2.2 提高电磁频谱的抗干扰性 电磁环境并不平静，而是充满了变化，这就要求在电磁 频谱管理中，可以根据变化的特征，及时修改频率、功率等 参数，以便应对变化的电磁环境。然而，传统的频谱管理方式 中，一旦相关的频率被固定之后，不允许相关的人员进行随意 更改。因此，当发生突发事件的情况下，静态的频谱管理网很 容易受到变故的影响，从而影响授权用户的通讯工作，其抗干 扰性能较差。不过，将认知无线电技术引入频谱管理体系中， 通过干扰估测技术，评估用户之间的干扰可能性，再通过用户 间的协商活动，降低干扰的可能性。此外，如果不幸，发生了 干扰事件，可利用频谱移动性管理技术，第一时间切换频率， 确保通讯工作的正常进行。 2.3 推进电磁频谱的智能化管理 在以往频谱管理工作中，先由频谱检测网对周围的电磁环 境进行检测，对检测数据加以处理后，传输至频谱管理网，再 结合用户对频谱的需求，制定出频谱规划方案，最后由用频装 备网执行规划方案，三个网互相独立。此管理属于自上而下的 集中式管理，离不开人类的分析和决策，降低了频谱管理的效 率。但是，认知无线电技术有着不错认知能力，可以对周围的 电磁环境进行分析，对空闲的频谱进行规划和分配，再结合相 关的网络标准，创建好通畅的通讯渠道，满足非授权用户和授 权用户的需求。从感知环境、分配频谱、到建立通讯的整个过 程中，不需要工作人员的过多参与，减轻了电磁频谱管理人员 的工作负担，进而实现了对频谱的自动化管理[2]。
软件无线电与认知无线电概述讲课文档
4. 软件无线电的引出 为了解决军用与民用无线通信系统的多标
准问题，软件无线电无疑是最佳的选择。 对于各种不同的通信标准，全世界都可以
生产具有相同结构和器件的硬件平台， 软件无线电终端可以通过软件下载获得 新的服务。这样可以大大降低成本。
第9页，共77页。
认知无线电的研究背景 软件无线电是一种载波频率、信号带宽、
调制方式、网络接入等特性均由软件定 义的无线电技术。 1. 软件无线电的特点 软件无线电的优势主要体现在以下几个方 面：
第10页，共77页。
• 2. 频带分配 • 频谱是通信能够使用的唯一资源。与水、
空气等自然资源一样，频谱也是一种日 益短缺的资源。
第11页，共77页。
• 3. 频谱利用率与频谱空洞
第34页，共77页。
• 3. 认知无线电、软件无线电与硬件无线 电的比较
• 表1-4 给出了硬件无线电、软件无线电与 认知无线电的结构对比。以便于读者进 一步理解软件无线电与认知无线电。
第35页，共77页。
• 1.4 软件无线电与认知无线电所需技术 • 软件无线电与认知无线电是一种崭新的
综合技术。为了实现软件无线电与认知 无线电，需要许多基本的支撑技术。 • 在这一节中，我们概述软件无线电与认 知无线电所需的技术。对于其中一些比 较重要的技术，将在后面章节专门叙述。
• 2. 常用射频/微波频段 • 常用射频/微波频段如表1-5所示。
第39页，共77页。
• 3. 射频/微波频段的用途 • 频谱作为一种资源，需要进行严格管理。
在国际电信联盟的文件中,规定了雷达、 通信、 导航、 工业应用等无线电设备所 允许的工作频段。 • 表1-6是国际电信联盟规定的各个射频/微 波频段的基本用途。各个用途在相应频 段内只占有很小的一段频谱。
认知无线电中频谱感知算法的研究的开题报告
认知无线电中频谱感知算法的研究的开题报告开题报告：认知无线电中频谱感知算法的研究一、研究背景与意义随着无线通信技术的飞速发展，频谱资源日益紧张。
认知无线电技术作为一种有效的频谱管理手段，能够动态地接入空闲频段，提高频谱利用率。
然而在认知无线电系统中，频谱感知是一个关键问题。
传统的频谱感知方法往往依赖于固定的频谱检测算法，无法适应快速变化的网络环境。
因此研究具有自适应能力的频谱感知算法对于提高认知无线电系统的性能具有重要意义。
二、研究目标与任务本研究旨在针对认知无线电系统中的频谱感知问题，研究基于机器学习和信号处理技术的自适应频谱感知算法。
具体任务包括：1. 分析现有频谱感知算法的优缺点，提出改进方案。
2. 基于机器学习算法，设计自适应频谱感知算法，实现对频谱的空时自适应处理（STAP）。
3. 通过仿真实验和实际测试，验证所提算法在认知无线电系统中的有效性和优越性。
三、研究内容与方法本研究将采用以下研究内容和方法：1. 文献调研：收集并整理国内外关于频谱感知的最新研究论文和专利，了解当前研究现状和发展趋势。
2. 算法设计：根据认知无线电系统的实际需求，设计适用于不同场景的自适应频谱感知算法。
3. 仿真验证：利用计算机模拟平台，对所设计的频谱感知算法进行仿真验证，评估其性能指标。
4. 实验验证：搭建实验平台，对所设计的频谱感知算法进行实际测试，验证其在实际应用中的有效性和稳定性。
5. 结果分析：根据仿真和实验结果，对所设计的频谱感知算法进行分析和优化，提高其性能表现。
四、预期成果与创新点本研究预期取得的成果包括：1. 提出一种具有自适应能力的频谱感知算法，提高认知无线电系统的频谱利用率。
2. 通过仿真实验和实际测试，验证所提算法在认知无线电系统中的有效性和优越性。
3. 发表相关学术论文，推动频谱感知领域的研究进展。
本研究的创新点主要包括：1. 基于机器学习算法，设计自适应频谱感知算法，实现对频谱的空时自适应处理（STAP），提高频谱检测性能。
51 认知无线电技术1PPT课件
IMT-Advanced 4G
WCDMA cdma2000 TD-SCDMA
BWA 802.16m
802.16/WiMAX
WLAN
802.11/WiFi
➢ 物联网
数据速率和带宽需求不断增加
➢ 感知网
➢ RFID
➢ ……
8
西安邮电大学通信与信息工程学院
认知无线电的发展背景以及概念 ❖ 移动通信业界关注的重点频段－－“数字红利频段”
➢北京某热点地区实际频道占用情况
频谱图
瀑布图
西安邮电大学通信与信息工程学院
占用度
10
认知无线电的发展背景以及概念 ➢ 北京某郊区实际频道占用情况
频谱图 瀑布图
西安邮电大学通信与信息工程学院
占用度
11
认知无线电的发展背景以及概念 •各类地区按时间院
更多潜在的优势
16
西安邮电大学通信与信息工程学院
认知无线电的发展背景以及概念
Joseph Mitola：提出RKRL语言、感知循环 等术语
FCC：感知能力，识别捕获无线电环境的时 空变量；选择最好的频谱和最合适的操作参 数；
Simon Haykin和Thomas：强调可重配置能 力(自适应性)即指无线电根据无线环境变化动 态编程的能力；
认知无线电的发展背景以及概念
5
西安邮电大学通信与信息工程学院
认知无线电的发展背景以及概念
❖ 无线电波传输特性
低频段绕射能力强，传播特性好，传输距离远， 但设备器件尤其是天线尺寸较大
高频段以视距传输为主要传播方式，同等传播条 件下相对低频段路径损耗更大，天线等设备尺寸 较小。
——各业务各有其“黄金频段”
❖ 认知无线电系统定义（ITU-R SM.2152报告书）