041020414陈伟光寒假学习报告材料

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1、实用标准文案南京航空航天大学毕业设计寒假学习报告题目：无线认知网络中的频谱感知技术研究学院：电子信息工程学院专业：信息工程班级：0410204学号：041020414姓名：陈伟光指导教师：陈晓明填表日期：2014年2月15日精彩文档实用标准文案一、研究背景：1.无线通信的发展背景：作为2l世纪的标志，信息产业正在以令人惊叹的速度蓬勃发展。在上世纪90年代，有线网络的普及，使得普通家庭也可以享受到网上冲浪的乐趣。但是有线网络却有着诸多限制，于是人们将目光转移到了无线网络。因此，在人们对无线通信的迫切需求下，无线通信技术在20世纪末到21世纪初的几年中迅猛发展，从模拟通信发展到数字通信，从窄带

2、发展到宽带，甚至超宽带，从过去单纯的语音业务发到现在的云端服务等大数据业务，而且这种需求还在逐步的扩大，新业务也会伴随着新的需求而出现，它们将把许多以前只能在电影中看到的场景搬到现实中来，提供给用户前所未有的体验。2.认知无线电的提出背景：随着无线通信业务的不断升级，作为一种不可再生资源的无线频谱资源就显得日益稀缺。目前，频谱资源还处于依靠政府的固定分配方式分配给使用者，这种方式是的频谱利用率很低，已分配的大量频谱资源被大量浪费，根据SSC（SharedSpectrumCompany）进行的NFS频谱占用检测项目中对各个频带占用情况的统计结果，3GHz频段以下已分配的频谱资源占用率普遍很低

3、，占用率最高的TV频段也只有25%，大部分的频带占用率不足10%。由此可见，3GHz频段以下已分配频谱资源在大部分时间内处于闲置状态，造成了频谱资源的严重浪费。如何在现有的FCC频谱分配机制下，改变当前频谱资源浪费严重的状况成为研究的热点，各种机构也投入了大量的资金进行相关的研究。在这种情况下，认知无线电(CognitiveRadio，CR)运而生。二、国内外研究现状及发展趋势认知无线电/认知无线网络起源于JosephMitola攻读博士期间的研究工作，在其博士论文中，Mitola将认知无线电定义为“theintegrationofmodel-basedreasoningwithsoftw

4、areradio精彩文档实用标准文案technologies”，认为认知无线电是智能计算和无线通信这两个学科交叉融合的产物。随后，美国的FCC和DARPA分别启动了多项计划，对认知无线电和动态频谱接入问题进行深入研究；欧盟的端到端重配置计划(E2R:EndtoEndReconfigurabilityProject)也启动了对认知概念在技术和经济领域等各方面问题的研究。SimonHakin在2005年发表了关于认知无线电的著名文章“Cognitiveradio:brain-empoweredwirelesscommunications”，主要从信号处理和自适应过程的角度对认知无线电技术的框架

5、结构进行了较为完善的分析。此后，许多有名的大学和研究机构也展开了相关技术的研究和实验平台的开发，认知无线电的概念也被扩展为认知无线网络，指利用认知原理来提高各种资源（频谱、功率等）使用效率的无线网络。在频谱管理部门的带动下，一些标准化组织也先后开展了一系列标准制定工作以推动该技术的发展。目前涉及认知无线电/认知无线网络标准制订的组织和行业联盟主要是美国电气电子工程师学会（IEEE）、国际电信联盟（ITU）和软件无线电论坛(SDRForum)等。 认知无线网络中，主（授权）用户指那些对某段频谱的使用具有高优先级或合法授权的用户，次级用户是指那些低优先级的用户。次级用户对频谱的使用不得对主用户

6、造成干扰，因此要求其能快速、可靠地感知主用户使用授权频谱的情况。次级用户必须具备认知能力，因而称其为认知用户，在网络结构中则表示为认知节点。认知用户的频谱感知主要包括在某个频段上检测主用户存在与否（主用户信号检测）和估计认知用户对主用户接收机可能造成的附加干扰（干扰温度估计）两个任务。更进一步的可能要求是频谱感知还应区分主用户信号的种类（空中接口分类）。目前大部分频谱感知的研究都集中在最重要的主用户信号检测上。1.频谱感知的基本方法主用户信号检测的单节点频谱感知基本方法通常分为三类：第一类为相干检测。如果知道主用户信号的结构特征（如导频、前导或同步消息等），匹配滤波器加门限检测的方法是最优

7、的主用户信号检测方法。相干检测可获得精确的频谱感知结果，但其缺点也很明显，必须知道主用户信号的先验知识，而且当认知无线网络运行在很宽的频段上时，实现许多类型的授权信号的相干检测成本太高，几乎不可实现。第二类为能量检测。在感兴趣频段上测量某段观测时间内接收信号的总能量，如果能量低于某个设定门限则声明该频段为白空间。与相干检测相比，能量检测需要更长的感知时间以达到同样的感知效果，但低成本、易实现的特性使其受到认知无线网络中频