認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知技術(shù)分析

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1、認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知技術(shù)分析摘要：認(rèn)識(shí)無(wú)線電技術(shù)做為近年來(lái)通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題，是無(wú)線通信新興智有技術(shù)之一，它對(duì)目前頻譜資源利用率較低的固定頻譜分配制度問(wèn)題能夠有效加以解決。因此，深入探討做為認(rèn)知無(wú)線電實(shí)現(xiàn)頻譜分配、頻譜共享前提和基礎(chǔ)的頻譜感知過(guò)程，則成為整個(gè)系統(tǒng)環(huán)節(jié)的重中之重。關(guān)鍵詞：認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知技術(shù)研究意義分類認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知技術(shù)分析摘要：認(rèn)識(shí)無(wú)線電技術(shù)做為近年來(lái)通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究課題，是無(wú)線通信新興智有技術(shù)之一，它對(duì)目前頻譜資源利用率較低的固定頻譜分配制度問(wèn)題能夠有效加以解決。因此，深入探討做為認(rèn)知無(wú)線電實(shí)現(xiàn)頻譜

2、分配、頻譜共享前提和基礎(chǔ)的頻譜感知過(guò)程，則成為整個(gè)系統(tǒng)環(huán)節(jié)的重中之重。關(guān)鍵詞：認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知技術(shù)研究意義分類分析中圖分類號(hào)：tn925文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：1007-9416(2012)02-0033-02伴隨著廣播電視、移動(dòng)通信等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，無(wú)線電技術(shù)應(yīng)用面不斷得到擴(kuò)展，這使得有限的無(wú)線電頻譜資源，與社會(huì)不斷增長(zhǎng)的需求產(chǎn)生一定的矛盾，可以說(shuō)，隨著人類社會(huì)對(duì)無(wú)線電頻譜資源需求的增長(zhǎng)，其也已成為稀缺的信息社會(huì)重要資源之一。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)正是在這種背景下產(chǎn)生的，它可從有效解決因固定頻譜分配政策導(dǎo)致的頻譜資源不合理

3、分配問(wèn)題，并在探索頻譜空穴特性的基礎(chǔ)上，對(duì)無(wú)線頻譜資源高效利用的重要手段。因此，探討頻譜感知這一認(rèn)知無(wú)線電關(guān)鍵技術(shù)越來(lái)越為人們所關(guān)注，對(duì)此進(jìn)行進(jìn)入地探究也更具重要的現(xiàn)實(shí)意義。1、認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知技術(shù)的研究意義頻譜感知/空閑頻譜檢測(cè)和動(dòng)態(tài)頻譜資源管理是認(rèn)知無(wú)線電最核心兩項(xiàng)技術(shù)，而頻譜感知過(guò)程決定了其后續(xù)環(huán)節(jié)實(shí)施的順利與否，可以說(shuō)，感興趣頻段的檢測(cè)，成為整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與否的重要前提條件。因此，頻譜感知技對(duì)于認(rèn)知無(wú)線電的研究與發(fā)展作用極大。感知無(wú)線信道的環(huán)境，對(duì)信息檢測(cè)、感知過(guò)程中出現(xiàn)的空閑頻譜，并將其看做是作用在物理層上的信號(hào)處理

4、技術(shù)，頻譜感知在認(rèn)知無(wú)線電中的主要任務(wù)包含兩方面的內(nèi)容：一方面應(yīng)檢測(cè)授權(quán)用戶的信號(hào)存在與否，判斷頻段是否可用，這個(gè)任務(wù)要求頻譜檢測(cè)具有較高的可靠性；另一方面，由于接入權(quán)差異的客觀存在，認(rèn)知用戶在使用某一頻段的過(guò)程中，必須時(shí)刻保持有效的監(jiān)測(cè)狀態(tài)，對(duì)授權(quán)用戶接入或使用該頻段時(shí)不接入或是及時(shí)用最快的速度退出占用，以避免干擾到授權(quán)用戶的正常工作。對(duì)認(rèn)知無(wú)線電接收機(jī)而言，其工作地點(diǎn)即可在授權(quán)頻段，也可在非授權(quán)頻段。在授權(quán)頻段上，授權(quán)用戶比認(rèn)知用戶的接入權(quán)要高，認(rèn)知用戶在占用頻段后，需進(jìn)行周期性檢測(cè)，以防與授權(quán)用戶出現(xiàn)使用沖突現(xiàn)象，若頻譜

5、空穴已為信號(hào)所占用，則還需要去尋找新的空閑頻段才能進(jìn)行信號(hào)的傳輸，所以認(rèn)知用戶需要判斷頻譜空穴是否真實(shí)存在，這個(gè)過(guò)程包含在授權(quán)頻段的檢測(cè)過(guò)程中。為了滿足無(wú)線電頻譜的檢測(cè)要求，需要使認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中的頻譜感知執(zhí)行得更加可靠和有效，以確保授權(quán)業(yè)務(wù)免受干擾，還要使不同認(rèn)知用戶利用授權(quán)頻段來(lái)傳輸非授權(quán)信號(hào)更加合理。通過(guò)以上分析可知，在認(rèn)知無(wú)線電應(yīng)用中，頻譜感知/空閑頻譜檢測(cè)具有著重要的基礎(chǔ)意義，因此，探討頻譜感知技術(shù)很有其必要性，這也是認(rèn)識(shí)無(wú)線電應(yīng)用中必須加以討論的的核心內(nèi)容。2、認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知技術(shù)分類的形式從本質(zhì)上來(lái)講，頻譜感知

6、是通過(guò)對(duì)接收信號(hào)的檢測(cè)，認(rèn)識(shí)用戶能夠?qū)δ承诺来嬖谑跈?quán)用戶與否作出準(zhǔn)確判斷。同時(shí)為避免對(duì)授權(quán)用戶使用造成干擾，認(rèn)知用戶必須能夠檢測(cè)出空閑頻譜，以及授權(quán)用戶的出現(xiàn)。也就是要求認(rèn)知用戶有效提升檢測(cè)的可靠性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)、實(shí)時(shí)地偵聽(tīng)頻譜。在頻譜感知過(guò)程中，授權(quán)用戶的類型不同對(duì)感知靈敏度也有著不同的要求。舉例來(lái)講，普通電視接收器較gps接收機(jī)而言，其靈敏度要差一些，所以電視廣播信號(hào)就較gps信號(hào)更容易檢測(cè)。因此，認(rèn)知無(wú)線電的靈敏度相對(duì)較高，至少要超過(guò)授權(quán)用戶接收機(jī)的靈敏度，并擁有30～44db的余量，以避免“隱藏終端問(wèn)題”(hidd

7、enterminalproblem，htp)。同時(shí)，由于認(rèn)知環(huán)境的差異，實(shí)現(xiàn)頻譜感知還需要高度的靈活性。頻譜感知對(duì)信號(hào)的處理表現(xiàn)在通過(guò)信號(hào)統(tǒng)計(jì)對(duì)授權(quán)用戶作出身份辨識(shí)和通過(guò)處理增益提高射頻前端靈敏性。總體來(lái)講，頻譜感知技術(shù)可歸納為授權(quán)用戶發(fā)射端檢測(cè)、授權(quán)用戶接收端檢測(cè)和協(xié)作檢測(cè)。其中，本地頻譜檢測(cè)是指單個(gè)認(rèn)知用戶獨(dú)立執(zhí)行頻譜檢測(cè)算法檢測(cè)的過(guò)程，又可以分為:授權(quán)用戶接收端檢測(cè)(primaryreceiver-sensing)和授權(quán)用戶發(fā)射端檢測(cè)(primarytransmitter-sensing)。協(xié)作檢測(cè)(cooperativ

8、esensing)則是指多個(gè)認(rèn)知用戶互相合作認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知技術(shù)而執(zhí)行的檢測(cè)。3、對(duì)認(rèn)知無(wú)線電頻譜感知技術(shù)的進(jìn)一步分析實(shí)現(xiàn)頻譜管理、頻譜共享是頻譜感知技術(shù)的前提，更是認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的基本功能，在認(rèn)知無(wú)線電中具有基礎(chǔ)地位。根據(jù)檢測(cè)的依據(jù)，當(dāng)前頻譜感知技術(shù)類型主要可劃分為兩種：