認(rèn)知無(wú)線電技術(shù) [認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)論文]

1、本文格式為word版，下載可任意編輯認(rèn)知無(wú)線電技術(shù) 認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)論文 認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)是解決目前頻譜利用率低的重要技術(shù)，下面是我為大家整理的認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)論文，盼望你們喜愛(ài)。 認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)論文篇一 認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)討論 【摘 要】認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)是解決目前頻譜利用率低的重要技術(shù)，它允許認(rèn)知無(wú)線電用戶使用當(dāng)前未使用的頻段進(jìn)行通信。本文首先簡(jiǎn)要介紹認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的有關(guān)概念，然后分析了認(rèn)知無(wú)線電應(yīng)當(dāng)具備的一些主要功能，最終對(duì)認(rèn)知無(wú)線電的一些關(guān)鍵技術(shù)如頻譜檢測(cè)、頻譜安排、功率掌握等進(jìn)行分析。 【關(guān)鍵詞】認(rèn)知無(wú)線電 頻譜檢測(cè) 頻譜安排 功率掌握 一、認(rèn)知無(wú)線電的定義 認(rèn)知無(wú)線電的概念最初是由joseph

2、mitola 博士基于軟件無(wú)線電技術(shù)提出的。但是認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)進(jìn)展到現(xiàn)在，其討論和應(yīng)用都不再局限于最初的范疇，不同的討論者從不同的角度對(duì)認(rèn)知無(wú)線電給出了其定義和內(nèi)涵。依據(jù)認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的進(jìn)展，我們可以得出認(rèn)知無(wú)線電的一個(gè)比較清楚的概念：認(rèn)知無(wú)線電是一種智能無(wú)線通信系統(tǒng)，它能夠自動(dòng)地檢測(cè)四周的環(huán)境狀況，從中獵取信息，并智能地調(diào)整系統(tǒng)的參數(shù)(如傳輸功率、載頻、調(diào)制方式等)以適應(yīng)環(huán)境的變化，從而達(dá)到在不對(duì)主用戶造成干擾的條件下從空間、頻率、時(shí)間等多維地利用空閑頻譜資源進(jìn)行通信的目的。 二、認(rèn)知無(wú)線電的主要功能 (一)檢測(cè) 由特別應(yīng)用環(huán)境所打算，認(rèn)知無(wú)線電必需具備精確的無(wú)線頻譜檢測(cè)力量，必需在可使用的

3、全頻段范圍內(nèi)多維度進(jìn)行頻譜檢測(cè)，從而發(fā)覺(jué)可使用的頻段。由于是免許可使用，認(rèn)知無(wú)線電必需具備快速發(fā)覺(jué)主用戶的力量，在工作過(guò)程中時(shí)刻檢測(cè)主用戶是否處于活動(dòng)狀態(tài)， 從而確保不對(duì)其產(chǎn)生干擾。 (二)分析 認(rèn)知分析包括對(duì)自身性能、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部狀態(tài)、外部相關(guān)數(shù)據(jù)(包括頻譜使用、策略使用等)和用戶自身需求等相關(guān)學(xué)問(wèn)的分析。假如說(shuō)檢測(cè)是信息的獵取，那么分析就是對(duì)相關(guān)信息的初步處理。認(rèn)知無(wú)線電設(shè)備通過(guò)所獵取的頻譜檢測(cè)結(jié)果分析主用戶的位置、使用的頻點(diǎn)和放射時(shí)間，同時(shí)分析可用頻點(diǎn)位置、可用帶寬、信道狀況、自身傳輸可能會(huì)對(duì)其他用戶產(chǎn)生的影響以及完成業(yè)務(wù)傳輸所需的帶寬和時(shí)間等等。 (三)調(diào)整 調(diào)整力量是完成傳輸?shù)年P(guān)鍵，依據(jù)

4、檢測(cè)和分析的相關(guān)結(jié)果，認(rèn)知無(wú)線電設(shè)備通過(guò)先進(jìn)的功率掌握技術(shù)、不同的編解碼以及調(diào)制技術(shù)，選擇合適的頻點(diǎn)和放射時(shí)機(jī)，從而勝利地完成傳輸。這就要求認(rèn)知無(wú)線電設(shè)備能夠在較寬的頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)不同傳輸方案之間的切換，并且在突發(fā)大事發(fā)生后能夠準(zhǔn)時(shí)暫停或恢復(fù)傳輸，確保在不干擾首要用戶的狀況下獵取最大限度的傳輸力量。 (四)推理和學(xué)習(xí) 由于當(dāng)前無(wú)線頻譜環(huán)境的簡(jiǎn)單性，簡(jiǎn)潔的檢測(cè)、推理和分析可能無(wú)法獲得較好的傳輸性能。如何依據(jù)無(wú)線背景環(huán)境的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析猜測(cè)是一個(gè)特別重要的課題。依據(jù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行推理，獲得肯定的參考信息，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整是一個(gè)較好的解決方案。一般來(lái)講，這種推理和學(xué)習(xí)分為三種：第一種是基于簡(jiǎn)潔固定規(guī)章

5、，即輸人、輸出可以猜測(cè);其次種是基于較為簡(jiǎn)單的模型，運(yùn)用一些模糊規(guī)章，輸出結(jié)果不行完全猜測(cè);第三種是基于學(xué)習(xí)型的模型，系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中能夠不斷調(diào)整模型及其參數(shù)，從而獲得較好的猜測(cè)結(jié)果。 三、認(rèn)知無(wú)線電的關(guān)鍵技術(shù) (一)頻譜檢測(cè) 實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無(wú)線電通信的前提和先決條件是對(duì)四周頻譜環(huán)境的感知，只有對(duì)頻譜進(jìn)行精確檢測(cè)，才能有效利用空閑頻譜進(jìn)行通信。當(dāng)前，無(wú)線環(huán)境檢測(cè)的基本方法大致可以分為基于放射機(jī)的檢測(cè)、基于接收機(jī)的檢測(cè)和多節(jié)點(diǎn)協(xié)同檢測(cè)三種。其中，放射機(jī)檢測(cè)是分析偵聽(tīng)到的信號(hào)中是否存在主用戶信號(hào)，而接收機(jī)檢測(cè)是推斷主用戶接收機(jī)是否處于工作狀態(tài)。相比較而言，放射機(jī)檢測(cè)比接收機(jī)檢測(cè)要簡(jiǎn)單，因而目前絕大多數(shù)的討

6、論都是集中在放射機(jī)檢測(cè)。另外，通過(guò)多節(jié)點(diǎn)協(xié)同檢測(cè)，能夠提高檢測(cè)的牢靠性，減小多徑、陰影的影響，但不行避開(kāi)的會(huì)增加系統(tǒng)通信開(kāi)銷與簡(jiǎn)單性。頻譜檢測(cè)一般由物理層完成，物理層檢測(cè)全部可用自由度(時(shí)間、頻率、空間等)的頻譜，以辨識(shí)當(dāng)前可用于傳輸數(shù)據(jù)的信道。 (二)頻譜安排 頻譜安排是指依據(jù)需要接入系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)目及其服務(wù)要求將頻譜安排給一個(gè)或多個(gè)指定節(jié)點(diǎn)。頻譜安排策略的選擇直接打算系統(tǒng)容量、頻譜利用率以及能否滿意用戶因不同業(yè)務(wù)而不斷變化的需求。因此，頻譜安排問(wèn)題的討論是認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)進(jìn)展必需解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。 認(rèn)知無(wú)線電的頻譜安排與其它通信系統(tǒng)的頻譜安排具有許多共同的特性，但由于認(rèn)知無(wú)線電自身?yè)駲C(jī)借用主

7、用戶頻譜的特點(diǎn)，其頻譜安排也必需滿意一些特別的要求。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的頻譜安排必需考慮三方面的問(wèn)題：一是認(rèn)知無(wú)線電用戶對(duì)主用戶的干擾問(wèn)題，二是認(rèn)知無(wú)線電用戶之間的干擾問(wèn)題，三是認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的效益和用戶間的公正性問(wèn)題。 自認(rèn)知無(wú)線電概念的提出直至進(jìn)展到今日，不少學(xué)者為認(rèn)知無(wú)線電中的頻譜安排問(wèn)題提出了分析模型，它們大多是借鑒于一些經(jīng)典的數(shù)學(xué)理論以及微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)理論等。目前，可應(yīng)用于認(rèn)知無(wú)線電的頻譜安排分析的模型主要有：圖論著色模型、干擾溫度模型、拍賣競(jìng)價(jià)模型、博弈論模型等幾種。 (三)功率掌握 認(rèn)知無(wú)線電中可利用已授權(quán)頻譜資源的前提是不影響授權(quán)用戶的正常通信。為此，具有認(rèn)知功能的非授權(quán)用戶必需掌握其

8、放射功率，避開(kāi)給其他授權(quán)用戶造成干擾。目前，實(shí)現(xiàn)功率掌握主要有兩種方法。一種是基于信息論的反復(fù)注水法，使用該方法會(huì)使發(fā)送端在增益較多的子信道上安排更多的能量，而在衰減比較厲害的子信道上安排較少的能量，甚至不安排能量，從而在整體上充分利用現(xiàn)有資源，達(dá)到最大傳輸容量。另一種就是博弈論(game theory)，也稱對(duì)策論，是討論決策主體行為發(fā)生直接相互作用時(shí)的決策以及這種決策的均衡問(wèn)題，它可以劃分為合作博弈和非合作博弈。當(dāng)不考慮競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象時(shí)，就是合作博弈，功率掌握問(wèn)題就簡(jiǎn)化為一個(gè)最優(yōu)掌握理論問(wèn)題。當(dāng)用博弈論方法討論每個(gè)用戶最大化自己的效用時(shí)，功率掌握問(wèn)題被歸結(jié)為一個(gè)非合作博弈。 四、總結(jié) 認(rèn)知無(wú)線電作為一種新興的頻譜共享技術(shù)，