认知无线电之频谱共享技术
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计算机论文范文一:认知无线电系统组成与运用场景探析认知无线电系统组成认知无线电系统是指采用认知无线电技术的无线通信系统,它借助于更加灵活的收发信机平台和增强的计算智能使得通信系统更加灵活。
认知无线电系统主要包括信息获取、学习以及决策与调整3个功能模块,如图1所示[3]。
认知无线电系统的首要特征是获取无线电外部环境、内部状态和相关政策等知识,以及监控用户需求的能力。
认知无线电系统具备获取无线电外部环境并进行分析处理的能力,例如,通过对当前频谱使用情况的分析,可以表示出无线通信系统的载波频率和通信带宽,甚至可以得到其覆盖范围和干扰水平等信息;认知无线电系统具备获取无线电内部状态信息能力,这些信息可以通过其配置信息、流量负载分布信息和发射功率等来得到;认知无线电系统具备获取相关政策信息的能力,无线电政策信息规定了特定环境下认知无线电系统可以使用的频带,最大发射功率以及相邻节点的频率和带宽等;认知无线电系统具备监控用户需求并根据用户需求进行决策调整的能力。
如表1所示,用户的业务需求一般可以分为话音、实时数据(比如图像)和非实时数据(比如大的文件包)3类,不同类型的业务对通信QoS的要求也不同。
认知无线电系统的第2个主要特征是学习的能力。
学习过程的目标是使用认知无线电系统以前储存下来的决策和结果的信息来提高性能。
根据学习内容的不同,学习方法可以分为3类。
第一类是监督学习,用于对外部环境的学习,主要是利用实测的信息对估计器进行训练;第2类是无监督学习,用于对外部环境的学习,主要是提取外部环境相关参数的变化规律;第3类是强化学习,用于对内部规则或行为的学习,主要是通过奖励和惩罚机制突出适应当前环境的规则或行为,抛弃不适合当前环境的规则或行为。
机器学习技术根据学习机制可以分为:机械式学习、基于解释的学习、指导式学习、类比学习和归纳学习等。
认知无线电的频谱感知技术的分析发布时间:2021-05-17T05:02:04.121Z 来源:《现代电信科技》2021年第2期作者:宫琦刘嫒玲[导读] 认知无线电频谱感知技术是一种智能无线电通信技术。
认知无线电感知的主要任务是频谱感知,本文提出了频谱测量技术发射机检测。
(武警辽宁省总队辽宁沈阳 110000)摘要:认知无线电频谱感知技术是一种智能无线电通信技术。
认知无线电感知的主要任务是频谱感知,本文提出了频谱测量技术发射机检测。
由于无线电技术的灵活性,可以大大提高频谱利用率。
它被认为是解决负荷问题的最佳方法。
认知无线电通信是一种智能通信系统,它能实时接收周围的通信情况并跟踪发射机参数,采用动态频率控制来提高频率的利用率。
高可靠性频率捕获是保证频率共享的关键技术。
本文讨论了协调波识别、能量控制、静态循环函数和联合识别等频率传感器技术,分析了不同方法的特点。
关键词:无线电;频谱感知技术;分析;认知1、前言随着人类社会对射频资源需求的不断增加,这些资源已经成为信息社会的稀缺资源。
在这种情况下,认知无线电技术应运而生。
通过固定频率的分配策略,可以有效地解决频谱资源分配不当的问题,在分析频差的基础上,这是有效利用非频率资源进行研发的重要方法。
目前,频谱作为认知无线电通信的一项关键技术,其研究越来越受到人们的关注,更重要的是,它正在被研究之中。
在成功接收频谱的基础上,认知无线电的其他部分,包括频率控制模块,也能正常工作。
因此,频谱感知能力直接决定了认知无线电系统的效率。
在给定时间和地理位置由未经授权的用户信号确认的频谱搜索。
如果能找到这样一个空频谱,它将被用作认知无线电系统的频谱信号。
对于认知无线电接收机,即使已经确定噪声发生在某个频率范围内,也必须确定无线电是否有其他认知无线电信号检测到频率。
2、现状2.1技术的研究意义频谱捕获、未探测频率的探测和频谱资源的动态管理是放射性核素技术应用的两个重要方面。
无线通信中的动态频谱管理在当今数字化和信息化的时代,无线通信已经成为了我们生活中不可或缺的一部分。
从手机通话、无线网络连接到卫星通信、物联网设备的交互,无线通信技术的广泛应用给我们的生活带来了极大的便利。
然而,随着无线通信需求的不断增长,频谱资源的有限性成为了制约通信发展的一个关键因素。
为了更有效地利用有限的频谱资源,动态频谱管理技术应运而生。
首先,让我们来了解一下什么是频谱资源。
简单来说,频谱就像是无线通信的“道路”,不同的频率范围被分配给各种无线通信业务,如广播电视、移动通信、航空导航等。
这些频段就像是一条条专用的车道,各自承载着特定的信息传输任务。
但问题是,频谱资源是有限的,而且传统的频谱分配方式往往是固定的,这就导致了一些频段过度拥挤,而另一些频段却没有得到充分利用。
动态频谱管理的核心思想就是打破这种固定分配的模式,让频谱资源能够根据实际需求进行灵活分配和调整。
这就像是在交通拥堵的时候,能够根据实时路况动态地调整车道的使用,以提高道路的通行效率。
实现动态频谱管理的关键在于对频谱使用情况的实时监测和准确分析。
通过各种先进的监测技术和算法,我们可以了解到不同频段在不同时间和地点的使用情况,包括信号强度、干扰水平、带宽需求等。
有了这些监测数据,接下来就是进行频谱资源的分配和调整。
这需要一个高效的决策机制和管理系统。
这个系统要能够根据监测到的数据,快速做出合理的决策,比如将空闲的频谱分配给急需带宽的用户,或者调整正在使用频谱的用户的频段,以减少干扰和提高频谱利用率。
在这个过程中,还需要考虑到不同用户的优先级和服务质量要求。
例如,对于紧急救援通信、医疗服务等关键应用,需要给予更高的频谱使用优先级,以确保其通信的可靠性和及时性。
为了实现动态频谱管理,还需要一系列的技术支持。
认知无线电技术就是其中的重要组成部分。
认知无线电设备能够感知周围的频谱环境,并根据感知结果自适应地调整工作参数,如频率、功率、调制方式等。
一。
认知无线电(动态地在授权频谱中寻找频谱空洞并进行使用的方法,有效地缓解了频谱资源紧张与无线通信频谱需求之间的矛盾.无线用户利用该技术可以智能地感知周围环境,搜索可用频谱资源,并进行动态的频谱接入,从而提高通信系统的容量和频谱利用率。
)1。
认知无线通信系统1)认知无线通信系统方案设计和基于USRP的实现目的:设计一个能够不需要频谱授权并独立工作的认知无线通信系统,通过对频谱的精确探测和有效管理,实现对频谱资源的高效利用.对认知无线电的应用进行了研究,设计了认知无线通信系统的具体解决方案。
在解决方案的基础上,利用USRP/GNU Radio/Python软件无线电平台对系统内的重要节点进行了实现。
郑永兴。
认知无线通信系统方案设计和基于USRP的实现 [D]。
西安电子科技大学. 20112)基于USRP的认知无线电系统设计和实现主要研究基于GNU Radio和USRP实现的认知无线电通信系统,计了具体的认知无线通信系统方案。
并以此方案作为基础,利用USRP和GNU Radio软件无线电平台对该系统方案进行了实现,为认知无线电技术理论提供了一个可实际测试和验证的平台。
白雄文。
基于USRP的认知无线电系统设计和实现[D]。
西安电子科技大学. 20123)基于USRP2的认知无线电系统设计与实现介绍了认知无线电研究的现状及软件无线电的体系结构,设计了一套完整的认知无线电系统方案,包括网络结构、工作流程、模块设计、用户状态机。
根据设计方案,采用USRP2(Universal Software Radio Peripheral)软件无线电平台与PC实现了一个认知无线电系统,包括无线通信发射和接收模块、频谱检测中的能量检测技术、频谱分配、频谱协商、链路连接、IP业务、语音业务、链路中断恢复等.尧炜。
基于USRP2的认知无线电系统设计与实现[D]。
北京邮电大学。
20112。
认知无线电实验平台1)基于GNU Radio和USRP的认知无线电平台研究研究基于GNU Radio和USRP实现的认知无线电实验平台。
认知无线电的概念与关键技术研究【摘要】分析了认知无线电涉及的关键技术,指出了开展认知无线电技术研究的重要意义。
【关键词】认知无线电;软件无线电;性能评估;军事应用;关键技术1.引言近几年来,能够对不可再生的频谱资源实现再利用的频谱共享技术受到了人们的广泛关注[1]。
在需求牵引和技术推动的作用下,认知无线电技术应运而生。
认知无线电(cognitive radio, cr)[2-5]的概念最早是由瑞典joseph mitola博士于1999年提出的,是对软件无线电(sdr)功能的进一步扩展。
认知无线电理论上允许在时间、频率以及空间上进行多维的频谱复用,这将大大降低频谱和带宽限制对无线技术发展的束缚,因此,这一技术被预言为未来最热门的无线技术[1]。
本文分析了认知无线电的关键技术问题,以期为技术人员启迪新思维、开展创新攻关提供理论基础和技术知识。
2.认知无线电的概念与基本特征2.1 认知无线电的概念[6]对于认知无线电的解释,较有代表的是mitola、fcc、itu- wp8a、john notor等组织或个人对认知无线电给出的定义。
mitola认为,认知无线电可保证个人无线数字助理(pdas)和相关网络智能地侦测用户的通信需求并为这些需求提供最适合的无线电资源,作为软件无线电的一种,它结合了应用软件、界面和认知等功能。
fcc定义认知无线电是一种可通过与其运行环境交互而改变其发射机参数的无线电。
该定义目前大家比较认同。
itu wp8a定义认知无线电为这样的无线电或系统,它可感知或了解其操作的环境从而动态、自治地调整其操作参数。
john notor认为软件无线电(software defined radio,sdr)不是cr实现的必然条件,cr也不是sdr的发展,它们之间是重叠关系。
概括来说,认知无线电具有检测(sensing)、适应、学习、机器推理、最优化、多任务以及并发处理/应用的性能。
2.2 认知无线电的基本特征由以上叙述和介绍可知,认知无线电具备以下两个基本特征[8]:(1)认知能力认知能力使认知无线电能够从其工作的无线环境中捕获着感知信息,从而可以标识特定时间和空间内未使用的频谱资源(频谱空穴),并选择最适当的频谱和工作参数。
高速移动通信环境下无线通信面临问题在当今数字化、信息化的时代,高速移动通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
从智能手机上的高清视频通话,到智能交通系统中的车辆实时通信,高速移动通信的应用场景越来越广泛。
然而,随着移动设备数量的急剧增加、数据传输速度的不断提高以及通信环境的日益复杂,无线通信在高速移动环境下也面临着一系列严峻的问题。
首先,信号衰落是高速移动通信中的一个突出问题。
当移动设备在高速移动时,比如在高速列车上或行驶中的汽车中,由于多普勒效应,信号的频率会发生变化,导致接收端接收到的信号强度不稳定,出现衰落现象。
这就好像我们在听广播时,如果车辆快速移动,广播的声音可能会时断时续、忽高忽低。
这种信号衰落不仅会影响通信的质量,导致语音通话不清晰、视频卡顿,严重时甚至可能导致通信中断。
其次,多径传播也给高速移动通信带来了很大的挑战。
在城市环境中,建筑物、山脉等障碍物会使得无线信号在传播过程中发生反射、折射和散射,从而产生多个传播路径。
这些不同路径的信号到达接收端的时间和强度不同,相互叠加后会造成信号的失真和干扰。
对于高速移动的设备来说,由于其位置变化迅速,多径传播的影响更加复杂,使得信号的解调和解码变得更加困难。
再者,频谱资源的有限性是制约高速移动通信发展的重要因素。
随着无线通信业务的不断增长,对频谱资源的需求也越来越大。
然而,可用的频谱资源是有限的,特别是在一些热门频段,频谱拥挤的问题尤为严重。
在高速移动通信环境下,为了满足高数据传输速率的要求,需要更宽的频谱带宽,但频谱资源的短缺使得这一需求难以得到充分满足,从而限制了通信系统的性能。
另外,切换问题也是高速移动通信中的一个关键挑战。
当移动设备从一个基站的覆盖范围移动到另一个基站的覆盖范围时,需要进行切换以保持通信的连续性。
在高速移动环境下,由于设备的移动速度快,切换的频率增加,切换过程中的信令交互和数据传输可能会出现延迟和错误,导致通信中断或服务质量下降。
频谱感知技术在无线电通信中的应用频谱感知技术是一种在无线电通信中广泛应用的技术。
它通过监测和分析无线电频谱的使用情况,实时获取频率、时间和地理位置上的频谱信息,以提高频谱的利用效率和无线通信系统的性能。
本文将深入探讨频谱感知技术在无线电通信领域的应用。
第一章:频谱感知技术概述1.1 概念和原理频谱感知技术是指通过对无线电频谱进行监测和分析,确定频率、时间和地理位置上的频谱使用情况的技术。
它基于认知无线电的理论,通过感知周围的频谱环境,从而实现更高的频谱利用效率和无线通信系统的性能优化。
1.2 频谱感知的流程频谱感知技术的流程包括信号采集、信号处理和频谱决策。
信号采集阶段主要是通过无线电接收机对周围的频谱信号进行采集和转换;信号处理阶段则是对采集到的信号进行分析和处理,提取出频谱特征;频谱决策阶段则是根据信号处理的结果做出相应的频谱决策,如频段分配、干扰检测等。
第二章:频谱感知技术在无线电通信中的应用2.1 动态频谱访问动态频谱访问是频谱感知技术的核心应用之一。
传统无线通信系统中,频谱资源分配往往是静态且预先确定的,导致频谱利用率低下。
而借助频谱感知技术,可以根据实时的频谱使用情况,动态地分配频谱资源,以实现更高的频谱利用效率。
2.2 空闲频谱利用频谱感知技术还可以用于空闲频谱的利用。
在频谱感知的过程中,可以检测到没有被利用的频率资源,通过智能化的频谱分配算法,将这些空闲的频谱资源动态地分配给需要的无线通信系统,以提高频谱利用率。
2.3 频谱监测与干扰检测频谱感知技术还可以用于频谱监测与干扰检测。
通过对频谱的实时监测,可以及时发现非法使用频谱资源的行为,并进行干扰检测和定位,以保证无线通信系统的正常运行。
2.4 频谱共享频谱感知技术还可以用于频谱共享。
在传统的频谱分配模式中,频谱资源往往由少数运营商独占,导致频谱资源利用率低下。
而借助频谱感知技术,可以实现动态的频谱共享,即不同的用户和服务可以共享同一频谱资源,在提高频谱利用效率的同时,减少频谱资源的浪费。