文档介绍：编号:
南阳师范学院2011届毕业生
毕业论文(设计)
题目: 认知无线电中的频谱感知技术
完成人:
班级: 090063
学制: 2年
专业: 通信工程
指导教师:
完成日期: 2013—03—31
目录
摘要 (1)
0引言 (1)
1频谱感知技术基本原理 (2)
(2)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(8)
2认知无线电中频谱感知技术的研究(8)
(9)
(12)
(15)
(15)
(17)
(20)
3 实验仿真 (21)
(21)
(21)
(22)
(23)
(26)
4 结束语 (26)
参考文献 (28)
Abstract (29)
认知无线电中的频谱感知技术
作者:
指导教师:
摘要:随着无线通信需求的不断增长,当前固定的频谱分配政策已不能满足人们的需求,因此人们提出了认知无线电(CR)技术,可以有效的解决频谱资源的不足,提高频谱资源的利用率。目前已提出的各种频谱感知技术,可分为发射机检测、合作检测、接收机检测以及基于干扰温度的检测。
本文针对认知无线电频谱感知技术进行了较深入的研究,主要分为两个部分:其一,了解认知无线电频谱感知技术基本原理和关键技术;其二,主要介绍了三种频谱检测方法:匹配滤波器检测、能量检测和合作式检测,分析比较了它们的优缺点。
关键词:认知无线电;频谱感知;匹配滤波器;能量检测;合作式检测
0引言
随着无线通信业务的增长,可用的频谱资源越来越稀缺,频谱资源匮乏的问题日益严重。传统的无线网络采用的是固定频谱资源分配政策,频谱通过政府机构调节并分配给特定的运营商和服务供应商。其中只有少部分的频谱使用率较高,大部分频谱都处于空闲状态。有研究结果表明目前的频谱资源短缺现象除了频谱资源本身有限的原因外,更多的是由于低效的固定频谱分配引起的。怎样才能提高频谱利用率,在不同区域和不同时间里有效地利用不同的空闲频道,成为人们非常关注的技术问题。为了解决这一矛盾,人们提出了认知无线电(CR:cognitive radio)的概念,它是以提高频谱利用率这一核心思想为主导的。
本文在介绍了认知无线电的概念和三个关键技术基础之上,对几种无线电频谱感知技术分别进行了讨论。针对认知无线电频谱感知的单节点感知进行了详细的分析,并着重介绍了能量检测的原理以及合作式频谱感知技术的关键技术和算法。最后在Matlab平台下针对不同信噪比的调制信号进行具体的建模仿真,并对合作式协作感知的不同融合准则并对其进行性能分析。
主要研究工作有:
(1)第1章介绍了频谱感知技术基本原理。
(2)第2章总结了当前领域内的频谱感知方法,并对匹配滤波器检测,能量检测,合作式检测进行了详细的研究分析。
(3)第3章主要是在Matlab环境下对匹配滤波器检测,能量检测,合作式检测三种感知方法进行了具体的建模仿真。
(4)第4章总结全文,并对频谱感知技术的进一步研究进行说明。
1频谱感知技术基本原理
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、JohnNotor等组织或个人给出的认知无线电的定义。
Mitola认为,认知无线电可保证个人无线数字助理(PDA)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。
JohnNotor认为,软件无线电(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,认知无线电具有侦测(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。
认知无线电的关键技术[10]
目前,认知无线电技术的研究大都集中在物理层和MAC层的功能上,如频谱感知技术、频谱管理技术和频谱共享技术。这些方面的研究也取得了重要的进展。对于更高层,如