认知无线电mac层与应用层仿真软件

《认知无线电mac层与应用层仿真软件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、认知无线电MAC层与应用层仿真软件v1.018第一章认知无线电MAC层与应用层仿真软件1.1技术背景随着无线通信技术的飞速发展，频谱资源变得越来越紧张。目前的频谱分配制度为固定频谱分配，将频谱分为授权频段(LFB)和非授权频段(UFB)两类。大部分的频谱资源被用作授权频段（如电视广播频段），得到授权频段的团体或个人长期独占该频谱使用权；非授权频段的频谱资源要少的多，一般采用竞争方式接入使用。随着无线通信业务的迅猛发展，非授权频段的业务量已趋于饱和。另一方面，授权频段的频谱资源利用率却非常低，美国联邦通信委员会频谱策略任务工作报告给出的时间和

2、空间上的统计结果表明，各种无线系统的总频谱利用率在10％以下。目前的频谱管理存在的主要矛盾在于：频谱使用是动态的，但频谱分配是固定的；频谱是稀有资源，但频谱利用率不高，且存在大量空闲；可分配频谱少，但频谱需求量大。导致这些矛盾的根本原因在于固定分配频谱方案和独占频谱使用权（即业务接入权或频谱准入权）原则，因此，现阶段最实际的办法是改变业务接入权或频谱准入权，以开放频谱使用，提高频谱使用效率和充分利用空闲频谱。认知无线电(CognitiveRadio,CR)技术就是在这样一种背景下出现的。它由J.Mitola博士在1999年提出，被认为是解决

3、当前频谱缺乏现状的一个有效手段。认知无线电提供了一种“机会方式(OpportunisticWay)”共享和利用频谱的手段，可以有效地解决问题。认知无线电的核心思想就是使无线通信设备具有发现“频谱空穴”并合理利用的能力，所谓“频谱空穴(SpectrumHoles)”就是在空域、时域和频域中出现的可以被利用的频谱资源。认知无线电自出现伊始，就受到国内外的强烈关注。IEEE专门组织了两个重要的国际学术会议IEEECrownCom和IEEEDySPAN交流认知无线电方面的成果，许多国际期刊如IEEE的重要刊物也都组织了关于认知无线电、动态频谱接入的

4、专辑。此外，对于实验验证系统的开发，目前已有多个实验系统正在开发之中，例如：德国Karlsruhe大学提出的频谱池系统、欧盟的E2R项目和DRiVE/OverDRiVE项目，美国加州大学伯克利分校研究组开发的CORVUS系统、美国乔治亚理工学院宽带和无线网络实验室提出的OCRA项目、美国军方DARPA的xG项目以及正在标准化的全球首个基于认知无线电技术的无线区域网标准IEEE802.22等。这些系统的开发，能够很好的验证认知无线电的基本理论，推动认知无线电关键技术的发展，并对在认知无线理论、频谱感知、数据传输、网络架构和协议设计等方面技术问

5、题的进一步地完善提供宝贵的研究成果。国内关于认知无线电的研究从2002开始，电子科技大学、北京邮电大学、北京交通大学等多所高校及一些科研机构纷纷投入到该项目的研究中。2005年，国家“863”面向“十一五”快速启动引导课题资助了“认知无线电技术研究”项目，电子科技大学、西安电子科技大学和西安交通大学联合开展了对认知无线电技术的研究并取得了一些成果。2009年初，国家高技术研究发展计划(863计划)在信息技术领域设置了“频谱资源共享无线通信系统”重点项目，北京交通大学和国内的其它一些高校、科研机构及生产厂商都参与到这个项目，电子科技大学等四家

6、单位正在联合研制原型系统。国家863计划“频谱资源共享无线通信系统”重点项目的研究目的，是突破频谱资源共享无线通信系统的关键技术，研究与现有系统共存的宽带无线通信系统；进行频谱资源共享无线通信系统的应用研究，并在698～806MHz认知无线电MAC层与应用层仿真软件v1.018频段进行演示验证；建立动态频谱共享系统的测试评估体系和相应的测试方法，并进行系统级关键技术的测试评估。为无线通信多系统的融合与创新发展奠定技术基础，并为我国参与相关技术的国际标准化，特别是参加WRC2011提前做好准备。整个项目的研发分为六个课题：课题1为动态频谱资源

7、共享宽带无线通信系统验证网络开发；课题2~4为支撑动态频谱资源共享的新技术研究；课题5为动态频谱资源共享技术评估与测试研究；课题6为动态频谱资源共享技术标准与应用研究。项目中的子课题5：“动态频谱资源共享技术评估与测试”为上海无线通信研究中心负责，北京交通大学协作研究的课题。本软件平台设计的总体目标是建立动态频谱共享系统MAC层和应用层优化算法的测试评估体系和测试方法，并提供可视化的操作界面，方便用户进行仿真测试，为我国无线通信多系统的融合与创新发展奠定技术基础。1.2平台设计目的认知无线电MAC层与应用层仿真平台提供用户可自定义的外部参数

8、（各个节点的感知能力；接收信噪比；误警概率、漏警概率；主用户行为等）和所嵌入算法的运行参数接口，用户可以在界面上输入相应的运行参数。在所有的数据输入和外部条件完全一致的情况下，比