认知无线电现状与关键技术,本文是认知无线电方面自考开题报告范文与认知无线电和关键技术探讨和现状相关参考文献格式范文.
认知无线电论文参考文献：
摘 要：认知无线电是一种能够实现频谱重用、有效提高频谱利用率的智能无线通信技术,为实现动态频谱共享提供了新的途径.本文论述了认知无线电的基本概念,国内外研究现状,并对频谱感知、频谱分配和频谱决策这三个关键技术进行了探讨.
关键词：认知无线电；频谱感知；频谱分配；频谱决策
一、认知无线电基本概念及特征
无线电通讯技术的飞速发展使得人们对无线电网络有了更高的要求,频谱带宽的需求量随之增大,因而无线电频谱变为了稀缺资源.如何将无线电通信服务的需求和紧缺的频谱资源之间的矛盾减小,让授权频段频谱拥有更高的利用率,更智能的技术被需要,由此,便出现了认知无线电技术.
被称之为“软件无线电之父”的Joseph Mitola Ⅲ博士提出了认知无线电的概念,同时描述了认知无线电的基本原理.认知无线电是在感知周围的无线通信环境选择并动态改变本身的相关工作参数来达到提高频谱利用率的无线通信技术.通过以上认知无线电的定义很明显的看出,认知无线电有认知能力和重构能力这两大特点[1].
1.1 认知能力.认知无线电的认知能力确保无线电通信系统在工作的环境下感知到相关信息,寻找到某一时刻没有被使用的空闲频段,同时对所需要的频谱和工作参数进行决策.在认知能力这个过程中有3 个重要的环节,分别为频谱感知、频谱分析和频谱决策.
1.2 重构能力.认知无线电中使得设备能够按照不同的无线环境进行实时编程的能力是重构能力,它在不同的传输方式下可使认知无线电设备接收和发送数据.包含的可重构参数为：工作频率、调制方式和发射功率等.
二、认知无线电研究现状
认知无线电因为其智能化、灵活性的特点,在许多的应用领域都得到了许多的关注,众多机构、组织以及学校都对认知无线电的关键技术进行了研究和探讨.德国Karlsruhe大学的认知无线电研究组对频谱池进行了相关研究.美国DARPA 提出了XG 项目,并在对能够使多用户共享使用频率这一技术进行开发.欧洲委员会第六框架项目E2R 正处于研究第二阶段,该系统利用认知算法可升级、重构来达到优化资源利用的目的[2].首个在全世界各地使用的、以认知无线电技术为基础的IEEE 802.22 区域网系统WARN,通过认知无线电技术和当前未被使用的电视广播频段提供通信技术.除上述之外,美国加州大学伯克利分校、代尔夫特大学等均有相关方面的研究.我国的电子科技大学及西安交通大学也对于认知无线电相关技术进行了实验研究.综上所述,尽管当前国内和国外都开展了大量认知无线电方面的科研项目,但大部分刚刚启动且没有很明朗的应用研究成果,因此还需对认知无线电的关键技术进行研究和探讨.
三、关键技术
在认知无线电中有三个重要的环节,同时也是其关键技术,分别为频谱感知、频谱分析和频谱决策.
3.1 频谱感知.频谱感知是认知无线电的第一环节,是实现频谱分析和频谱决策的前提.在频谱感知环节中对周围环境中的频谱特点相应感知,通过感知的频谱特点,自动设置无线电设备所需参数.通过频谱感知某一频段的信号是连续或随机波动的来确定此频段是否被用户使用,若信号为连续的则此频段被用户使用,若信号为随机波动的噪声则没有用户信号出现,这一频段为空闲频谱.
3.2 频谱分析.频谱分析是指按照所需用户数量和服务需求将检测到的可用频谱分配给指定用户,使认知用户之间能够共享频谱资源.在认知无线电频谱分配过程中需要遵守一些原则：（1）高动态性：认知无线电中可用频谱的信息需要实时更新,这就要求需要具有动态性；（2）提高系统性能：根据不同需求,对于系统性能的要求也不同,因此应提高系统性能；（3）减小计算量：在算法设计时要考虑用户之间的复杂程度和过程中算法的计算量.目前常采用基于图论着色、基于频谱池和基于干扰温度等实现频谱分配.
3.3 频谱决策.频谱决策就是根据频谱选择的情况,对用户的发射功率、调制方式和带宽进行重新配置,对于不同特点的频谱空洞和各类用户的需求,选择一个能够满足当前传输的需求和频谱特征的工作频谱对数据进行传输[3].在频谱特性分析过程中对数据进行信号数据处理,对参数进行估计,为接下来的频谱选择打下基础.结合用户需求,在数据传输速率、误码率等参数的设置下,结合频谱特性分析,选择出最优的频段.目前常采用智能优化方法,如遗传算法,模糊计算等方法对频谱参数进行决策.
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