基于能量检测的认知无线电频谱感知技术分析

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；

全国无线电监测技术题库-基础知识2

全国无线电监测技术题库-基础知识2 全国无线电监测技术题库-基础知识2 1.2 选择题 1，属于特高频(UHF)的频带范围是(D )。 A、400,2000MHz B、300,2000MHz C、400,3000MHz D、300,3000MHz 2，IMP缩写代表(B ) A、放大增益 B、互调产物 C、网间协议 D、互调截获点 3，10W功率可由dBm 表示为(D )。 A、10dBm B、20dBm C、30dBm D、40dBm 4，频率在(A )以下，在空中传播(不用人工波导)的电磁波叫无线电波。 A、3000GHz B、3000MHz C、300MHz D、300GHz 5，频率范围在30,300MHz的无线电波称为( A)。 A、米波 B、分米波 C、厘米波 D、毫米波 6，无线电监测中，常用一些单位有dBuv、dBm等，dBm是(C )单位。 A、电压B、带宽 C、功率 D、增益 7，目前中国移动的GSM系统采用的是以下哪种方式(B )。 A、FDMA B、TDMA C、CDMA D、SDMA 8，PHS个人移动系统信道带宽为( A)。 A、288kHz B、200kHz C、25kHz D、30kHz 9，CDMA移动系统信道带宽为( A)。 A、1.23MHz B、1.5MHz C、1.75MHz D、1.85MHz 10，0dBW=( C)dBm. 30 A、0 B、3 C、 11，比2.5W主波信号低50dB的杂波信号功率是( B)μW。 250 A、2.5 B、25 C、

12，频谱分析仪中的RBW称为(B)。 A、射频带宽 B、分辨率带宽 C、视频带宽 13，根据GB12046—89规定，必要带宽为1.5MHz的符号标识为(A )。 150M A、1M50 B、15M0 C、 14，发射频谱中90%能量所占频带宽度叫做(A )。 A、必要带宽 B、占用带宽 C、工作带宽 15，一发射机发射功率为10W，天线增益10dB，馈线损耗5dB，则有效辐射功率为( B)。 A、25dBW B、15dBW C、5dBW 16，电视伴音载频比图像载频( A)。 A、高 B、低 C、相等 17，在微波段中表述频段，字母代码S和C对应的频段是( C)。 A、1—2GHz 和4/6GHz B、18—40GHz和8/12GHz C、2.5GHz和4/6GHz D、4.8GHz和4/8GHz 18，联通CDMA下行与移动GSM上行频段之间只有(A )MHz保护带。 A、5 B、10 C、15 19，从广义来讲，产生莫尔斯码的调制方法是(A): A、ASK B、FSK C、PSK D、DAM 20，无线电频谱可以依据(A，B，C，D)来进行频率的复用。 C空间 D编码 A、时间 B频率 21，超高频(SHF)波长范围 ( C ) B、 10—1分米 C 10—1厘米 A、 10—1米 22，公众对讲机的有效发射功率不能大于(B)瓦 A、0.1 B、0.5 C、1 23, 圆锥天线是( B )。

认知无线电频谱感知之功率检测matlab代码

能量检测仿真实验代码： clear all;clc; n = 5; ps = 1; SNR1 = -5; SNR2 = -8; SNR3 = -10; % Sim_Times=10000; %Monter-Carlo times % m=5; T=0.001; % 信号带宽W W=5*10^4; % 采样频率 Fs = 2*W; m = T*W; n = 2*T*W; % F0=W; % Fs=2; % Sig=sqrt(2)*sin(2*pi*F0/Fs*t); %single tone samples, Fs=2F0 % 实际信噪比 snr1 = 10.^(SNR1/10); snr2 = 10.^(SNR2/10); snr3 = 10.^(SNR3/10); pn = (1/snr1)*ps; mu0 = n*pn; sigma0 = sqrt(2*n)*pn; mu = n*(pn+ps); sigma = sqrt(2*n*(pn^2+2*pn*ps)); % [noi,x0,mu0,sigma0,m0] = cnoi( n,pn ); % sig = randn(n,1); sig = 1; % 重复次数 count = 5000; % 能量检测判决门限 lambda = [200:20:600]; lambda1 = [500:20:900]; lambda2 = [700:30:1300]; % 置信度判决参数 % tt = [-5:0.4:3]; % cc = 10.^tt; % tt1 = [-1:0.1:1]; % cc1 = 10.^tt; % cc2 = [-0.01:0.001:0.01];

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。

无线电海洋遥感技术

听讲座《无线电海洋遥感技术》心得 讲座开始后，陈泽宗教授从海洋生态环境、无线电海洋观测原理、雷达监测技术及未来发展趋势等方面进行了讲解。陈教授以自身经历出发，讲述了我国海洋地理环境以及自己去沿海及岛屿的亲身感受。陈教授以海浪灾害给我国造成的巨大经济损失，说明了海洋观测的重要性；在无线电观测的讲解上，陈教授提及不同现场监测设备的造价及原理，分析了国内外不同产品的优劣，进而提出采用远程无线电海洋观测的必要意义。陈教授从1987年开始研究高频地波雷达，陈教授先后3次承担国家863计划课题，研制出了一代又一代的雷达产品。他表示，未来的海洋观测网络将更为全面，覆盖岸边、近海、大洋、极地，实现从海面到海底的立体观测，也将形成由简单要素到多要素综合的集成观测。 海洋覆盖着地球面积的71%，容纳了全球97%的水量，为人类提供了丰富的资源和广阔的活动空间。随着人口的增长和陆地非再生资源的大量消耗，开发利用海洋对人类生存与发展的意义日显重要。所以，必须利用先进的科学技术，全面而深入地认识和了解海洋，指导人们科学合理地开发海洋。在种种情况下，遥感技术应运而生。 海洋遥感技术，主要包括以光、电等信息载体和以声波为信息载体的两大遥感技术。海洋声学遥感技术是探测海洋的一种十分有效的手段。利用声学遥感技术，可以探测海底地形、进行海洋动力现象的观测、进行海底地层剖面探测，以及为潜水器提供导航、避碰、海底轮廓跟踪的信息。海洋遥感技术是海洋环境监测的重要手段。卫星遥感技术的突飞猛进，为人类提供了从空间观测大规模海洋现象的可能性。目前，美国、日本、俄罗斯、中国等国已发射了10多颗专用海洋卫星，为海洋遥感技术提供了坚实的支撑平台。海洋导航技术，主要包括无线电导航定位、惯性导航、卫星导航、水声定位和综合导航等。其中，无线电导航定位系统，包括近程高精度定位系统和中远程导航定位系统。最早的无线电导航定位系统是20世纪初发明的无线电测向系统。20世纪40年代起，人们研制了一系列双曲线无线电导航系统，如美国的“罗兰”和“欧米加”，英国的“台卡”等。卫星导航系统是发展潜力最大的导航系统。1964年，美国退出了世界上第一个卫星导航系统——海洋卫星导航系统，又称子午仪卫星导航系统，开辟了卫星导航的新纪元。 遥感技术是充分利用现有数据和信息资源的最佳途径,是实现海洋资源与环境可持续发展的关键技术和重要手段,在全球变化、资源调查、环境监测与预测中起着其它技术无法替代的作用。同时在维护海洋资源与环境可持续发展的过程中将极大地促进信息科学技术、空间科学技术、环境科学技术和地球科学的发展。随着科学技术的发展,海洋遥感卫星相继升空,海洋探测技术越来越先进,水下地形测量、重力测量仪器不断更新换代,为海洋基础数据获取提供了保障。

无线电监测站试卷试题.docx

沧州无线电监测站业务技术学习试 题第一期 一、基础知识 填空题 1.1864年，由着名的物理学家 _从理论上预言了电磁波的存在，后来又 通过一系列的实验验证了这一理论的正确性，并进一步完善了这一理论 2.1887年首先验证了电磁波的存在 3.在空中以一定速度传播的交变电磁场叫 4.电磁场场强标准单位为，磁场场强的单位 为，功率通量密度的标准单位为。 5.在国际频率划分中，中国属于第区 6.通常情况下，无线电波的频率越高，损耗越，反射能力越，绕射能力 越。 7.无线电波甚高频 (VHF) 的频率范围是从到 8.IS-95 标准的 CDMA 移动系统的信道带宽为 9.在 1800 ～ 1805MHz 有我国拥有自主知识产权的移动通信系统，这个系统是 10. 2006 年版《中华人民共和国无线电频率划分规定》中，频率规划到Hz 。 二、监测测向技术 填空 1.无线电监测包括和特殊监测。 2.磁偏角是线和线之间的夹角。 3.邻道干扰主要取决于接收机中频滤波器的和发信机在相邻频道通带内 的边带噪声。 4.接收机信噪比从20dB 下降到 14dB的干扰叫干扰。 5.当两个不同频率的已调载波同时加到一个时产生一个三阶失真产物 叫交调。 6.接收机互调是指多个信号同时进入接收机时，在接收机前端电 路作用下产生互调产物，互调产物落入接收机中频带内造成的干扰 7.输入滤波器允许希望接收的信号进入而限制其他信号，目的是排除高频放大器中 8.从互调的角度，衡量接收机的性能要看值，该值越高越好 9.某采用高本振方式工作的接收机，工作时，接收频率为，中频为，此时接收机本振 10.工作在MHz 频率。 测向天线基础 (孔径 )有基础之分，测向天线基础直接影

第七章 无线电监测在无线电管理中的地位和作用

第七章无线电监测在无线电管理中的地位和作用 一、无线电监测在无线电管理中的地位和作用 1、无线电监测是无线电管理不可分割的一部分 现代化的无线电频谱管理是将行政和科学技术管理手段相结合，对无线电频率和空间卫星轨道资源实施科学、有效地管理。随着无线电通信业务的快速发展，有效地使用频谱资源已成为人类关注的主要问题。为此，世界各国都成立了专门机构，对频谱资源进行计划、指配和管理，其主要目的是既要保障通信业务的安全，不受干扰侵害，又要合理使用和开发频谱资源，提高频率的使用效率。 无线电管理是国家通过专门机构对无线电波和卫星轨道资源研究、开发、使用所实施的，以实现合理有效利用无线电频谱和卫星轨道资源的行为。 无线电管理的概念，实际上表达了四层含义： *无线电管理是一种国家行为。它是由国家所授权和特许的机关来实施的活动。 *无线电管理的对象是研究、开发、使用无线电波的各种活动。由于开发、使用、研究电磁波的活动是由具体的人使用设备达到的，所以无线电管理必然要涉及到人和设备。 *对开发、使用、研究无线电波和卫星轨道的活动所实施的这种管理，是通过计划、规划、组织、控制、协调、监督、执行等手段和方法来实现的。它贯穿于无线电管理的全部过程中。 这是无线电管理的职能，也是无线电管理工作的具体内容。表现为各级无线电管理机构对无线电台站的审批、频率指配、电波的监测、型号的核准、设备的管理、规章制度的制定和监督检查以及对用户的教育和服务等等。 *无线电管理的最终目的是保证合理、有效地利用无线电频谱和卫星轨道资源。要达到这一目标，就必须要用相应的管理机构和现代化的技术手段。 无线电管理的具体内容包括：

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

对于频谱分析能量守恒的验证

对于频谱分析能量守恒的验证 A.环境：MA TLAB fftHvsL.m程序： %fftHvsL.m程序开始，MATLAB库函数fft()和手工函数对信号的频谱分析caiyangHZ=1000; dt=1/caiyangHZ; nfft=256; df=caiyangHZ/nfft; tfinal=dt*(nfft-1); t = 0:dt:tfinal; xinhaohz1=100*df; xinhaohz2=50*df; f1=3; f2=4; x=f1*sin(2*pi*xinhaohz1*t)+f2*sin(2*pi*xinhaohz2*t); m=8; N=256; nxd=bin2dec(fliplr(dec2bin([1:N]-1,m)))+1; y=x(nxd); for mm=1:m Nz=2^mm;u=1; WN=exp(-i*2*pi/Nz); for j=1:Nz/2 for k=j:Nz:N kp=k+Nz/2; t=y(kp)*u; y(kp)=y(k)-t; y(k)=y(k)+t; end u=u*WN; end end %自己编的FFT跟直接调用的函数运算以后的结果进行对比 y1=fft(x,256); Pyy=(abs(y)/nfft).^2; f = df*(0:127); figure(1); subplot(1,2,1);plot(f,Pyy(1:128)) axis([0,600,0,4.5]) title('.m by hand') xlabel('Frequency (Hz)') Pyy=(abs(y1)/nfft).^2;

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

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)

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

无线电监测试题

无线电监测试题

一、基础知识 1.1 填空题 1.1864年，由著名的物理学家_麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，后来赫兹又 通过一系列的实验验证了这一理论的正确性，并进一步完善了这一理论 2.1887年赫兹首先验证了电磁波的存在 注：早期无线电发展史的几个重要人物和事件： ◆1837年，美国人莫尔斯发明了电报，创造了莫尔斯电码，开创了通信的新纪元。 莫尔斯密码表是莫尔斯密码与代表意义的对照表格 · : 短音念作"滴（di）" - : 长音念作"答（da）" 字码： A ·- B -··· S.O.S.是国际莫尔斯电码救难信号，S ···， O ---，国际无线电报公约组织于1908年 正式将它确定为国际通用海难求救信号。 这三个字母组合没有任何实际意义，只是 因为它的电码“ ...---...”在电报中是发报 方最容易发出，接报方最容易辨识的电 码。 ◆1864年，英国科学家麦克斯韦总结了前人的科学成果，提出了电磁波学说，从理 论上预言了电磁波的存在。 ◆1876年，美国人贝尔发明了电话，能够直接将语音信号变为电能沿导线传输。 ◆1887年，德国科学家赫兹用一个震荡偶子产生了电磁波，历史上第一次验证了电 磁波的存在，成了近代科学史上的一座里程碑。 赫兹的发现具有划时代的意义，它不仅证实了麦克斯韦发现的真理，更重要的是开创了无线电电子技术的新纪元。为了纪念他的功绩，人们用他的名字来命名各种波动频率的单位，简称“赫”。赫兹也是是国际单位制中频率的单位，它是每秒中的周期性变动重复

次数的计量。 ◆1896年，意大利科学家马可尼在赫兹实验的基础上，实现了无线电信号的远距离 传送，在英国进行了14.4公里的通讯试验成功，并取得专利。1897年起又进行了一系列的无线电通信实验，他在伦敦成立马可尼无线电报公司。1901年12月12日，马可尼的研究小组，在加拿大纽芬兰接收到从英国发送出来的第 一个横跨大西洋的无线电信号。1909年他与布劳恩一起得诺贝尔物理学奖。 ◆1895年5月7日，俄国科学家波波夫在彼得 堡俄国物理化学会的物理分会上，宣读了论文《金属屑同电振荡的关系》，并且表演了他发明的无线电接收机。1896年3月24日，波波夫和助手雷布金在俄国物理化学协会的年会上，正式进行了用无线电传递莫尔斯电报码的表演，雷布金拍发信号，波波夫接收信号，通信距离是250米。物理学会分会会长佩特罗司赫夫基教授把接收到的电报字母逐一写在黑板上，最后得到的报文是：“海因里希·赫兹”。它表示波波夫对这位电磁波的发明者的崇敬。这份电报虽然很短，只有几个字，它却是世界上第一份有明确内容的无线电报。 3.在空中以一定速度传播的交变电磁场叫电磁波 注：电磁波的几点基本知识： 电磁波是电磁场的一种运动形态。电与磁可说是一体两面，变化的电场会产生磁 场（即电流会产生磁场），变化的磁场 则会产生电场。变化的电场和变化的磁 场构成了一个不可分离的统一的场，这 就是电磁场，而变化的电磁场在空间的

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

无线电频谱检测技术研究

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/d716154139.html, 无线电频谱检测技术研究 作者：侯晋军 来源：《科学与财富》2020年第02期 摘要：在我国不断繁荣昌盛的背景下，我国经济的不断发展，科技水平的不断提升，促进了我国的无线电技术的广泛应用，这不仅改善了我们日常生活，还使得我们的生活变得更加便利。在无线电技术应用范围变得愈加广泛的同时，对无线电网管理方面的问题也随之产生，这成为了阻碍无限电技术进一步发展的主要因素。 关键词：无线电;频谱检测;技术 引言 我们通常情况下所提及的无线电技术所指的就是通过运用无线电磁波搭载信息进行传输的一项通信技术，在通电的导线中改变电流的大小会在导线周围产生磁场，变化的磁场又会产生电场从而形成电磁波以无线电波的形式传播出去，利用这个原理可以将电信号进行调制搭载与无线电波上进行传输。 1无线电监测系统的基本原理 频谱监测系统的工作原理十分简单，利用频谱监测系统，能够有效的监测在无线电工作环境下所产生的数据，与此同时，运用频谱监测系统能够有效的检测出限制的频谱系统，并对其加以利用，从而实现对无线电资源的整合与合理地分配和利用，以解决频谱资源紧缺的问题，同时还能在一定程度上减少对无线电监测所产生的影响。运用无线电频谱监测技术的有利之处在于能够减少运用过程中对用户造成的影响，确保用户的正常使用，与此同时还能够对准确的检测出闲置的无线电频谱系统，并加以从分利用。无线电频谱监测技术时无线电监测技术中最有效的、应用范围最广的监测系统，在我们的日程生活中，无线电监测系统扮演者重要的角色，是我们不可或缺的一部分。 2无线电频谱监测关键技术的分类 2.1确定监测频段，合理设置扫描起止频率 设置无线电监测系统相关参数时，相关工作人员应尽可能地设置同种业务扫描频段，并合理设置扫描步进、滤波带宽及起止频率等，以提升无线电监测系统的运营效率。同时，工作人员可根据ITU频谱监测手册中关于频谱占用度测量技术指标的相关规定，科学合理地选择频段、扫描方式以及测量方法等，从而使无线电监测系统的回扫时间满足標准。此外，为进一步保证监测数据的准确性和合理性，工作人员设置连续监测时间时，应尽量合理地延长时间间

频谱感知

https://www.360docs.net/doc/d716154139.html,/article/11-09/422921315975560.html 频谱感知，是指认知用户通过各种信号检测和处理手段来获取无线网络中的频谱使用信息。从无线网络的功能分层角度看，频谱感知技术主要涉及物理层和链路层，其中物理层主要关注各种具体的本地检测算法，而链路层主要关注用户间的协作以及对本地感知、协作感知和感知机制优化3 个方面。因此，目前频谱感知技术的研究大多数集中在本地感知、协作感知和感知机制优化3个方面。文章正是从这3个方面对频谱感知技术的最新研究进展情况进行了总结归纳，分析了主要难点，并在此基础上讨论了下一步的研究方向。 1 本地感知技术 1.1 主要检测算法 本地频谱感知是指单个认知用户独立执行某种检测算法来感知频谱使用情况，其检测性能通常由虚警概率以及漏检概率进行衡量。比较典型的感知算法包括： 能量检测算法，其主要原理是在特定频段上，测量某段观测时间内接收信号的总能量，然后与某一设定门限比较来判决主信号是否存在。由于该算法复杂度较低，实施简单，同时不需要任何先验信息，因此被认为是CR系统中最通用的感知算法。 匹配滤波器检测算法，是在确知主用户信号先验信息(如调制类型，脉冲整形，帧格式)情况下的最佳检测算法。该算法的优势在于能使检测信噪比最大化，在相同性能限定下较能量检测所需的采样点个数少，因此处理时间更短。 循环平稳特征检测算法，其原理是通过分析循环自相关函数或者二维频谱相关函数的方法得到信号频谱相关统计特性，利用其呈现的周期性来区分主信号与噪声。该算法在很低的信噪比下仍具有很好的检测性能，而且针对各种信号类型独特的统计特征进行循环谱分析，可以克服恶意干扰信号，大大提高检测的性能和效率。 协方差矩阵检测算法，利用主信号的相关性建立信号样本协方差矩阵，并以计算矩阵最大、最小特征值比率的方法做出判决。文献[1]提出基于过采样接收信号或多路接收天线的盲感知算法。通过对接收信号矩阵的线性预测和奇异值分解(QR)得到信号统计值的比率来判定是否有主用户信号。 以上这些算法都是对主用户发射端信号的直接检测，基本都是从经典的信号检测理论中移植过来的。此外，近期一些文献从主用户接收端的角度提出了本振泄露功率检测和基于干扰温度的检测。有些文献对经典算法进行了改进，如文献[2]提出了一种基于能量检测-循环特征检测结合的两级感知算法。文献[3]研究了基于频偏补偿的匹配滤波器检测、联合前向和参数匹配的能量检测、多分辨率频谱检测和基于小波变换频谱检测等。表2归纳了文献中提及较多的一些感知算法，并对其优缺点进行了比较。

无线电监测站试题

沧州无线电监测站业务技术学习试题 第一期 一、基础知识 1.1 填空题 1.1864年，由着名的物理学家_ 从理论上预言了电磁波的存在，后来又 通过一系列的实验验证了这一理论的正确性，并进一步完善了这一理论 2.1887年首先验证了电磁波的存在 3.在空中以一定速度传播的交变电磁场叫 4.电磁场场强标准单位为，磁场场强的单位 为，功率通量密度的标准单位为。 5.在国际频率划分中，中国属于第区 6.通常情况下，无线电波的频率越高，损耗越，反射能力越，绕射能力 越。 7.无线电波甚高频(VHF)的频率范围是从到 8.IS-95标准的CDMA移动系统的信道带宽为 9.在1800～1805MHz有我国拥有自主知识产权的移动通信系统，这个系统是 10.2006年版《中华人民共和国无线电频率划分规定》中，频率规划到Hz。 二、监测测向技术 2.1 填空 1.无线电监测包括和特殊监测。 2.磁偏角是线和线之间的夹角。 3.邻道干扰主要取决于接收机中频滤波器的和发信机在相邻频道通带内 的边带噪声。 4.接收机信噪比从20dB下降到14dB的干扰叫干扰。 5.当两个不同频率的已调载波同时加到一个时产生一个三阶失真产物 叫交调。 6.接收机互调是指多个信号同时进入接收机时，在接收机前端电 路作用下产生互调产物，互调产物落入接收机中频带内造成的干扰 7.输入滤波器允许希望接收的信号进入而限制其他信号，目的是排除高频放大器中 的。它的另一个作用是衰减在频率上的接收信号。 8.从互调的角度，衡量接收机的性能要看值，该值越高越好 9.某采用高本振方式工作的接收机，工作时，接收频率为435.250MHz，中频为21.4MHz， 此时接收机本振工作在MHz频率。 10.测向天线基础(孔径)有基础之分，测向天线基础直接影 响。 三、检测技术 3.1 填空题 1.发射机的频率误差是和它的数值之间的差。 2.在频率测量时，通常测量设备的精度应优于发射机频率容限。频 率标准和测量方法产生的各类误差之和构成整个系统的最大误差。3. 4.功率的基本单位是瓦特，符号dBm表示以计量的分贝值，符号dB μV表示以计量的分贝值，3dBm相当于mW，12dBμV相当于

认知无线电学习笔记三-频谱感知技术研究

认知无线电的频谱感知技术研究 0 引言 随着无线通讯业务的增长，可利用的频带日趋紧张，频谱资源匾乏的题目日益严重。世界各国现行的频率使用政策除分配极少的ISM频段之外，大多采用许可证制度。而获得许可的用户，并非全部都是全天候占用许可频段，一些频带部分时间内并没有用户使用，另有一些偶然才被占用，即使系统频谱使用率低，仍无法将空间的频谱分配给其他系统使用，即无法实现频谱共享。怎样才能进步频谱利用率，在不同区域和不同时间段里有效地利用不同的空闲频道，成为人们非常关注的技术题目。为了解决该题目，Joseph Mito1a于1999年在软件无线电的基础上提出了认知无线电(Cognitive Radio，简称CR)的概念，要实现动态频谱接进，首先要解决的题目就是如何检测频谱空穴，避免对主用户的干扰，也就是频谱感知技术。CR用户通过频谱感知检测主用户是否存在，从而利用频谱空穴。 1 匹配滤波器检测(Matched Filtering) 匹配滤波器是一种最优的信号检测法，由于在输出端它能够使信号的信噪比达到最大。匹配滤波器最大的优点就是能够在短时间里获得高处理增益。但是使用匹配滤波器进行信号检测必须知道被检测的主用户信号的先验知识，比如调制方式、脉冲波形、数据包格式等，假如这些信息不正确就会严重影响其性能，同时匹配滤波器计算量也较大。因此它可以用来检测一些特定的信号，但是每类主用户认知无线电都要有一个专门的接收器，这就增加了系统的资源耗费量和复杂度。 2 能量检测(Energy Detector—Based Sensing) 能量检测是一种较简单的信号非相干检测方法。根据基本假设模型，在高斯加性白噪声(AWGN)信道情况下，采用能量检测法进行主用户信号检测的性能。在AWGN信道非衰落的环境中，可知信道增益h是确定的。在H1下，当接收到的信号超过判决门限进时，判定主用户信号存在。在H0下，当接收信号超过判决门限时，则会作出错误的判定。分别用Pd 和Pf，来表示检测到主用户的概率(检测概率)和错误判定警报的(虚警)概率，对H．Urkowitz 的研究结果进行简化，可以得到通过无衰落的AWGN信道检测的概率和虚警概率的近似表达式为 其中：γ是信噪；σ是一个正数；r0，r(，g)是方差；是完整和不完整Gamma函数；Qm是普遍马库姆(Marcum)函数，其定义为