认知无线电技术李景春

认知无线电技术，李京春，2010年10月，目录，实现背景基本概念认知无线电需要解决的问题，国外工业研究进展，在中国的应用前景和挑战，背景，中国的分频图，无线电波传输特性低频段衍射能力，良好的传输特性，长距离传输，但是视距传输是设备设备设备的主要传输方式，特别是天线尺寸大的高频段，在相同传输条件下，相对低频段的路径损耗较大，天线等设备尺寸较小。每项服务都有自己的“黄金频带”。背景，1GHz以下分频的当前状态。目前，中国的无线蜂窝移动通信系统已经完全配置在1千兆赫以下：825-835兆赫和870-960兆赫频段。其余主要分配给对讲机服务和电视广播服务。IMT-Advanced系统无法支持高速移动服务要求。背景、背景、现代频谱需求移动通信宽带复合组网感知网络射频识别.3G，1G，2G，AMPS TACS，GSMCDMONE，WCDMA码分多址2000 TD-SCDMA，E3G，LTE AIE/UMB，无线局域网，数据速率和带宽需求都在增长，802.11/WiFi，BWA BWA，802.16/WiMAX，3G，HSDPA HSUPA 1XEV-DO 1XEV-DV，移动性增强，2015，2010，2005，2000，1995，1985，时间，802较低的频段可以在建筑中实现更好的覆盖和渗透，因此“数字红利”被全球运营商视为“黄金频段”。470兆赫兹 806兆赫兹模拟/数字电视广播频带使用北京热点地区实际频道占用率，频谱图，瀑布图，占用率，背景，北京郊区实际频道占用率，频谱图，瀑布图，占用率，背景，频带占用率，根据各地区的时间占用率计算，背景，背景，中国的频谱分配政策固定频谱管理模式：国家将频谱资源分配给不同的无线电部门和相应的无线电接入技术。优点：有利于网络规划、运行、维护和管理，并能避免系统间的干扰。缺点：频谱资源的利用呈现高度不平衡。利用率低的频谱资源具有动态性、大小不一、分散性等特点。频谱的智能高效利用已成为影响未来无线产业发展的关键问题。如何开发频谱智能高效利用技术，解决未来无线通信频谱需求的瓶颈？信号处理技术大大提高了无线系统接入和使用时的频谱利用率。然而，由未使用的频谱资源引起的空浪费问题仍然没有解决。当授权频带空闲时，是否允许其他无线服务用户访问？如果是，需要满足哪些条件？背景，背景，JosephMitola在1999年提出认知无线电CR(CognitiveRadio)技术核心：频谱接入策略允许授权频带在空闲时被其他服务用户接入动态频谱分配策略，背景，频率分配策略的发展，在60年代和70年代的分配和使用，在中华人民共和国早期的自由使用，当前的监控和使用，以及未来的动态使用，电磁兼容技术，无线电监控技术，认知无线电技术，内容， 前言：基本概念国外产业研究现状、国内研究进展、应用前景和挑战、基本概念、认知无线电系统的定义(ITU-RSM.2152报告)“认知无线电系统(CRS)”是一个辐射系统、应用技术和催化系统，它包含了对操作环境和地理环境的认识，建立了策略和内部状态； todynamically and autonomouslyadjustitsoperationalparametersandprotocols accordingitseveredknowledinordetoachievepredefinedtobjectives；并从中吸取教训。“允许系统获取周围工作和地理环境信息、既定的通信策略及其内部状态；根据获得的信息，动态地和自主地调整工作参数和协议，以实现预定的目标。从我的研究结果来看。认知无线电频谱感知(无线电监测)“获取周围工作和地理环境的信息已建立的通信策略及其内部状态”动态频谱管理分配和选择适当的操作参数和协议软件无线电(软件无线电)“动态和自主调整操作参数和协议以实现预定目标”无线电信号的四个域特征：时间、空间、频率和代码。认知无线电同时从四个领域感知频谱空洞，并动态自主地调整自己的参数。软件无线电非常灵活，但是在没有一定智能的情况下实现软件无线电并不一定需要软件无线电的支持。然而，认知无线电将有更多的潜在优势、基本概念、目录和前言、基本概念、认知无线电要解决的问题、国外产业研究、国内研究进展、应用前景和挑战、认知无线电要解决的问题、频谱感知、动态频谱管理接入和特许机制.(1)频谱感知，功能：识别频谱空洞，检测授权用户的存在(无线电监测)单节点检测授权用户发射端检测能量检测：首先设置一个阈值，然后将设置的能量计算值与设置的阈值进行比较，如果设置的能量计算值超过决策阈值，则考虑频带中授权用户的存在。优点：不需要信号的先验知识。缺点：决策阈值很难确定，并且有很大的局限性。它只能计算信号的能量，不能区分调制信号、噪声和干扰。匹配滤波器检测：当认知无线电学习第一个用户的信号时，此时检测信号的最佳检测器是匹配滤波器。优点：在一段时间内获得高处理增益。缺点：必须知道被检测用户的先验知识。循环平稳特征检测：使用调制信号的循环平稳特征进行检测。优点：它有很高的信号识别能力和缺点：它只是傅里叶频谱的一个补充，需要大量的计算，大约是DFT的两倍。授权用户接收端检测协同检测由多个感测用户相互协作执行的检测，(1)频谱感测，(2)动态频谱管理，功能：为认知无线电网络用户(也可以包括授权用户网络)提供公平有效的频谱共享频谱决策选择合适的工作频带，并根据频谱空洞和服务需求自适应调整当前传输的传输参数。分析所有可用频谱空洞的干扰情况，然后分析不同频谱空洞的路径传播损耗、链路误差、链路时延等信道质量参数，根据授权用户的业务类型估计授权用户在频带上的占用时间和规律。根据分析结果和当前应用的服务质量要求，选择最合适的频谱空洞和传输参数，以满足不同的业务需求，充分利用频谱资源。频谱共享多个认知用户或网络之间公平、协调的频谱共享机制，以提高频谱利用效率。传感用户之间的频谱共享、传感用户和授权用户之间的频谱共享以及不同传感网络之间的频谱共享等。目的：实现频谱的无冲突使用，最大限度地提高频谱的利用效率。由于空闲频谱资源的时变性，频谱共享必须考虑空闲频谱的变化，以动态协调空闲频谱的共享。频谱移动性管理-当认知系统的工作频谱信道质量恶化或用户位置移动时，可能会发生频谱切换。当无线用户在当前信道性能下降或授权用户出现时改变工作信道，不同层的协议应快速适应新工作频带的参数，尽可能保持业务的连续性。(2)动态频谱管理、接入机制：特许机制：二级和未授权用户主动避开一级和授权用户；(3)访问和让步机制、目录、简介、基本概念、实现客户关系管理需要解决的问题。国外产业研究、国内研究进展、应用前景和挑战。国际电联无线电通信标准化工作组提议在2006年3月开展通信责任研究。IEEE:2004于2004年11月成立了802.22工作组，并制定了第一个认知无线电技术标准。随后，相继成立了第1900.4和1900.6工作组，研究国际电联-海事管理系统的研究成果。关于利用认知无线电技术解决未来无线异构网络融合问题。-认知无线电系统(PDNR)电信联盟。国际货币基金组织。认知无线电系统专用于信息技术系统(DNR) http:/美国电气和电子工程师学会802.org/22/,国外工业研究情况。美国研究联邦通信委员会(联邦通信委员会)于2002年发布了频谱政策特别工作组(SPTF)报告，成立了一个认知无线电工作组，标志着认知无线电技术的正式开始。美国军方国防高级研究计划局的XG项目将开发基于认知无线电的系统方法和关键技术，以实现动态频谱接入和共享。从2009年3月19日开始，未经授权的设备可以使用电视空白进行宽带数据通信。目前，认知无线电的实际部署仍然越来越依赖于电台数据库的先验信息。2008年1月，欧洲电信标准协会(ETSI)成立了可重构无线电系统(RRS)委员会，该委员会目前处于技术研究阶段。国外产业研究、目录、序言等国外产业研究实施中需要解决的基本概念问题、国内研究进展、应用前景和挑战，中国实施积极稳定的频谱管理政策，积极寻求解决频谱资源稀缺问题；为支持当前无线电产业有序发展，从科学研究出发，国家自然科学基金、科技部863计划、973计划以及国家重大项目都设立了一系列认知基础理论和关键技术研究项目，旨在提高频谱利用效率，为频谱管理政策提供理论参考。国内CCSA标准化组织也积极组织认知技术标准化。国内研究进展，SRMC参与CCSA。2008年12月，CCSA在TC5WG8第27次会议上确认了WRC121.19的研究项目。它计划在2010年12月完成由两个成员组成的报告WRC121.19议题研究报告关注国际电联-区域工作组、5A和其他区域组织在这一主题上的研究进展和主要观点。最后，对我国管理机构提出了相应的建议。认知无线电关键技术和频谱相关问题研究报告认知无线电技术分析研究进展综述认知无线电对频谱管理政策的影响分析及建议“新一代宽带无线移动通信网”是国家重大项目“WRC11有效频谱利用关键技术研究与验证”(2009.1-2010.12)。国家无线电监测中心牵头开展了一系列关键技术的研究，并尝试在时分多址技术中加入认知功能，实现基于时分多址帧结构的同频段雷达共存。已经提出了一种创新的上行链路时隙检测方案(专利)。根据雷达信号的特点，采用基于循环平稳的能量检测方法，建立了支持异构融合和动态频谱共享利用的验证演示平台。采用认知相关的关键技术后，频谱利用率提高了30%以上。研究了与认知无线电相关的管理策略。SRMC参与相关专题、国家高技术研发计划(863)重点项目“频谱资源共享无线通信系统”专题：“动态频谱资源共享技术标准与应用研究”(2009.1-2010.12)与WRC-11相关专题相对应，开展共存与兼容研究，提出动态频谱资源共享技术所需的频谱管理策略，为中国参与2011年频段共享标准化国际研究提供技术支持。共存和SRMC参与相关专题、目录、序言实施中需要解决的基本概念问题国外产业研究现状国内研究进展、应用前景和挑战应用前景根据产业性质，军事领域、公共安全、应急通信和商业领域的竞争情报应首先应用于电子战、摧毁敌方通信和保护自主通信。随后，它逐渐扩展到民用领域。频谱管理的四种方法：行政、经济、法律和技术，迫切需要从行政和技术两方面考虑引入CR后的变化和对策。分析认知无线电带来的挑战，频谱政策：考虑制定长期演进的频谱管理策略，并以逐步开放的方式，制定适合认知技术在不同阶段开放的频段，即在什么情况下和什么条件下频段适合开放？政策法规：原则上可以考虑在单个频段内改变当前的固定频谱分配策略，采用开放灵活的动态频谱分配策略。设备认证管理：需要为具有认知功能的无线电设备制定新的管理方法，并需要监督、认证和验证(1)管理挑战、技术标准：固定频谱分配政策下的许多技术标准需要改变，并且需要定义新的频谱使用相关属性。例如，频谱可用性的测量，您是否希望在原始频率上增加时域和空域考虑：如何处理分配的频谱？频谱使用政策的改变将导致许多使用无线频谱资源的部门和单位改变其频谱运营行为。需要制定有效措施来协调和处理部门之间的无线电管理相关事宜，(1)行政管理挑战，(2)监测技术挑战，实时监测无线电传输参数的变化，快速信号分析和识别技术，以确定信号属性，无线电指纹识别和其他信号处理技术，以监测无线电是否非法传输，电