认知无线电在宽带无线通信系统中的应用

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1、认知无线电在宽带无线通信系统中的应用摘要：认知无线电技术(CR)是软件无线电技术的演化，是一种新的智能无线通信技术。认知无线电技术的主要特点，就是根据环境不断调整参数以适应通讯的需求从而提高通讯质量。目前宽带无线通讯系统有正交频分复用(OFDM)，多输入多输出(MIMO)等关键技术。将CR引进OFDM系统中，采用特殊的导频设计，感知宽带的传输特征，从空间、时间、频率、调制方式等多维度共享无线频谱，能提高频谱利用的灵活性，有效抑制窄带干扰。LTE是由3GPP定义的下一个移动宽带网络标准，基于OFDM、MIMO等关键技术，论述了实现C

2、R的过程。关键词：认知无线电；多入多出；正交频分复用；混合自动重发请求；自适应调制和编码Abstract:CognitiveRadio(CR)istheevolutionofSoftwareDefinedRadio(SDR)asanewintelligentwirelesscommunicationstechnology.ThemaintaskofCRisadjustingparametersaccordingtotheenvironmenttoadapttothedemandsofcommunicationsandimprove

3、itsquality.Nowadays,thekeytechniquesofbroadbandwirelesscommunicationsincludeOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing(OFDM),andMultipleInputMultipleOutput(MIMO).AdoptingCRintheOFDMsystemwithaspecialspectrumdesigntoapperceivethetransmissioncharacteristicsofbroadband,ands

4、haringwirelessspectrumfromtheviewoftime,space,frequencyandmodulation,couldimprovetheflexibilityofspectrumutilityandrestrainthenarrow-bandinterference.LongTermEvolution(LTE)isthenextmobilebroadbandnetworkstandardof3GPP.It’sbasedonOFDMandMIMO，discussingtherealizationofC

5、R.　　Keywords:CR;MIMO;OFDM;HARQ;AMC 　　认知无线电(CR)的概念是由JosephMitola博士提出的，就是在软件无线电的基础上，增加检测需求并主动改变功能的能力，使无线设备能自动适应外界环境和自身需求的变化。其常见的三种频率资源管理方式是：集中式，分布式和集中＋分布式。　　正交频分复用(OFDM)是集中式管理又是频谱资源利用率目前最高的技术，比较容易实现频谱资源控制管理，也是宽带无线通讯系统关键技术。对认知无线电如何与宽带无线通讯技术结合的研究，将根据从频谱检测和信道估计与预测获得的可用空闲频段

6、的信道信息，同时结合空、频、时多维的自适应数据传输研究，及相应的传输参数研究，如OFDM的各子载波上的功率、数据速率、调制方法及编码方式、多天线的空域选择、各个用户分配的子载波数量及位置。整个检测跟踪学习过程是一个复杂的优化问题。1认知无线电的特点　　CR系统是可以感知外界通信环境的智能通信系统，通过学习不断地感知外界的变化，并自适应地调整其内部的通信机理来达到对环境变化的适应，即具备检测、分析、调整、推理、学习等过程，这一系列的过程组成认知循环。这样的自适应调整过程一方面改进了系统的稳定性，另一方面提高了频谱资源的利用率。　　由

7、此可知，CR具有以下几个特点：　　对环境的感知能力　　对环境变化的学习能力　　对环境变化的自适应性　　通信质量的高可靠性　　对频谱资源的充分利用　　系统功能模块的可重构性2宽带无线技术　　2.1正交频分复用技术　　OFDM是一种多载波传输技术，在频域内将所有信道分成许多正交子信道，在每一个子信道上使用一个子载波进行调制，并且各子载波并行传输。　　宽带系统存在的主要问题是：在频域上，多径信道呈现出频率选择性衰落的特性，引起了信号间干扰。为了克服这种衰落，将信道在频域上划分成多个子信道，每个子信道的频谱特性都近似平坦，在整个频带内，衰

8、落只会影响OFDM的子信道的一部分；同时由于OFDM各个子信道相互正交，允许子信道的频谱相互重叠，可以很大限度地利用频谱资源。　　2.2多输入多输出技术　　多输入多输出(MIMO)技术最早是由Marconi于1908年提出来的，它利用在基站和终端使