認(rèn)知無線電中頻譜感知技術(shù)研究論文

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1、認(rèn)知無線電中頻譜感知技術(shù)研究畢業(yè)論文目錄第一章緒論11.1認(rèn)知無線電的研究背景及意義11.2認(rèn)知無線電技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11.2.1國際上和我國認(rèn)知無線電技術(shù)的研究情況11.3全文的主要結(jié)構(gòu)和研究內(nèi)容6第二章認(rèn)知無線電技術(shù)82.1頻譜感知技術(shù)82.2頻譜分配技術(shù)92.3功率控制技術(shù)102.4認(rèn)知無線電技術(shù)的應(yīng)用112.4.1認(rèn)知無線電在WRAN中的應(yīng)用112.4.2認(rèn)知無線電在UWB系統(tǒng)中的應(yīng)用112.4.3認(rèn)知無線電在WLAN中的應(yīng)用122.5本章小結(jié)12第三章認(rèn)知無線電頻譜感知技術(shù)143.1頻譜感知技術(shù)系統(tǒng)模型173.2單節(jié)點(diǎn)頻譜感

2、知技術(shù)183.2.1匹配濾波器感知183.2.2能量感知203.2.3循環(huán)平穩(wěn)感知233.2.4單節(jié)點(diǎn)頻譜感知的局限性263.3合作式頻譜感知技術(shù)283.3.1合作式頻譜感知的概念283.4合作式頻譜感知的關(guān)鍵技術(shù)303.4.1“與”準(zhǔn)則303.4.2“或”準(zhǔn)則313.4.3“K秩”法323.5基于干擾溫度的感知技術(shù)333.6本章小結(jié)35第四章實(shí)驗(yàn)仿真374.1實(shí)驗(yàn)仿真環(huán)境374.2能量檢測仿真與結(jié)果3724.3匹配濾波器檢測仿真與結(jié)果384.4合作式檢測仿真與結(jié)果394.5本章小結(jié)41第五章結(jié)束語435.1論文總結(jié)435.2未來研究展望

3、44致謝錯(cuò)誤！未定義書簽。參考文獻(xiàn)46附錄482第一章緒論1.1認(rèn)知無線電的研究背景及意義隨著信息時(shí)代的到來，無線頻譜已成為現(xiàn)代社會不可或缺的寶貴資源。它目前主要由國家統(tǒng)一分配授權(quán)使用，一個(gè)頻段一般只能供一個(gè)無線通信系統(tǒng)獨(dú)立使用，這種靜態(tài)的無線頻譜管理方式，簡單而有效的避免了不同無線通信系統(tǒng)間的相互干擾。但是在這些已分配的授權(quán)頻段與非授權(quán)頻段中存在著頻譜資源利用的不平衡性：一方面，授權(quán)頻段占用了整個(gè)頻譜資源的很大一部分，但其中不少頻段處于空閑狀態(tài)；另一方面，開放使用的非授權(quán)頻段占整個(gè)頻譜資源的很少一部分，但在該頻段上的用戶很多，業(yè)務(wù)量也很

4、大，無線電頻段已基本趨于飽和。于是在無線和移動通信迅速發(fā)展的今天，頻譜資源貧乏的問題也顯得日益嚴(yán)重。因此，尋求一種更有效的頻譜管理方式，充分利用各地區(qū)、各時(shí)間段的空閑頻段，緩解不斷增長的頻譜的需求矛盾，成為人們關(guān)注的問題。為了解決上述問題，基本思路就是盡量提高現(xiàn)有已分配頻譜的利用率。于是，認(rèn)知無線電的概念應(yīng)運(yùn)而生。其基本思想是：具有認(rèn)知功能的無線通信設(shè)備可以按照某種“伺機(jī)（OpportunisticWay）”的方式接入授權(quán)的頻段內(nèi)，并動態(tài)地利用頻譜。這種在空域、時(shí)域和頻域中出現(xiàn)的未被利用的頻譜資源被稱為“頻譜空穴”。認(rèn)知無線電的核心思想就

5、是使無線通信設(shè)備具有發(fā)現(xiàn)“頻譜空穴”并合理利用這些頻譜空穴的能力。認(rèn)知無線電（CR，CognitiveRadio）技術(shù)的興起和發(fā)展為解決無線頻譜資源緊缺的問題提供了全新的途徑。它通過允許認(rèn)知用戶自適應(yīng)地感知授權(quán)頻段在時(shí)間和空間上的頻譜空穴，機(jī)會式地利用空穴進(jìn)行信號傳輸，達(dá)到提高頻譜的利用率的目的。CR還使得無線通信系統(tǒng)可不經(jīng)授權(quán)地使用傳輸特性更好、帶寬更寬的頻段，有利于平衡通信的成本和性能；同時(shí)，寬帶無線通信系統(tǒng)通常所具有大動態(tài)范圍的業(yè)務(wù)流量特性，正適合于在較寬的動態(tài)可用頻段內(nèi)進(jìn)行機(jī)會式傳輸。因此，引入認(rèn)知機(jī)制不僅是提高未來無線通信系統(tǒng)頻

6、譜利用問題的有效途徑，也是技術(shù)和應(yīng)用上的迫切需求。1.2認(rèn)知無線電技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國際上和我國認(rèn)知無線電技術(shù)的研究情況59在認(rèn)知無線電的發(fā)展過程中，對于認(rèn)知無線電的定義和其功能的認(rèn)識存在不同的觀點(diǎn)。其中具有代表性的是Mitola、SimonHaykin及美國聯(lián)邦通信委員會FCC的觀點(diǎn)，多種觀點(diǎn)各有偏重，相互補(bǔ)充。根據(jù)國內(nèi)外的研究情況，一般來說，認(rèn)知無線電頻譜感知技術(shù)可以分為基于發(fā)射機(jī)的檢測、合作(協(xié)作)檢測、基于干擾的檢測和基于接收機(jī)的檢測這幾大類。當(dāng)然，在實(shí)際的感知算法中，為了提高檢測性能，各種方法會有所融合。從2000年

7、JosephMiOtla提出了認(rèn)知無線電(CR,CogntiveRadio)的概念，短短6年，認(rèn)知無線電技術(shù)受到了許多工業(yè)組織，大學(xué)，研究中心，企業(yè)的支持和推進(jìn)，他們認(rèn)為CR技術(shù)是繼軟件定義無線電(SDR)技術(shù)后的另一個(gè)大事件。許多著名研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)的研究中心都開始了對認(rèn)知無線電理論、實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)際應(yīng)用的研究;各標(biāo)準(zhǔn)化組織和行業(yè)聯(lián)盟也紛紛開展相關(guān)的研究，并且開始著手制定認(rèn)知無線電的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議。著名通信理論專家SimonHakin在2005年2月JSACinCommunications上發(fā)表了關(guān)于認(rèn)知無線電的綜述性文章“CognitiveR

8、adio:Brain-EmpoweredWirelessCommunications”，開始了國際性的認(rèn)知無線電技術(shù)研究。隨后Berkeley、Virginia、Stevens等大學(xué)研究所和軟