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                                                                                  24 2018-04

                                                                                  太阳城官网_认知无线电的界说及道理_认知无线电的要害技能_认知无线电成长近况与趋势

                                                                                  责任编辑:太阳城官网   文章来源:网络整理

                                                                                    认知无线电(Cognitive Radio,CR) 的观念发源于1999年Joseph Mitolo博士的奠定性事变。它可以通过进修、领略等方法,自顺应的调解内部的通讯机理、及时改变特定的无线操纵参数(如功率、载波调制和编码等)等,来顺应外部无线情形,自主探求和行使空闲频谱。它能辅佐用户选择最好的、最得当的处事举办无线传输,乃至可以或许按照现有的可能即将得到的无线资源耽误或主动提倡传送。

                                                                                    一、认知无线电的界说

                                                                                    1、JosephMitola对认知无线电的界说

                                                                                    1999年,JosephMitola在他的学术论文 中起首提出了认知无线电的观念,并描写了认知无线电怎样通过“无线电常识描写说话(RKRL,RadioKnowledgeRepresentationLanguage)”来进步小我私人无线营业的机动性。随后,JosephMitola在他的博士论文中具体切磋了这一理论 。他以为:认知无线电应该充实操作无线小我私人数字装备和相干的收集在无线电资源和通讯方面的智能计较手段来检测用户通讯需求,并按照这些需求提供最吻合的无线电资源和无线营业。Mitola的认知无线电的界说是对软件无线电的扩展。认知无线电以软件无线电为平台,并使软件无线电智能化。

                                                                                    2、FCC的认知无线电界说

                                                                                    JosephMitola界说的认知无线电夸大“进修”的手段,认知无线电体系必要思量通讯情形中的每一个也许参数,然后做出抉择。对比于JosephMitola的界说,FCC针对频谱有用分派题目对认知无线电做出的界说更能为业界所接管。在2003年12月的一则告示 中,FCC对认知无线电作出如下界说:认知无线电是可以或许与所处的通讯情形举办交互并按照交互功效改变自身传输参数的无线电。

                                                                                    FCC对认知无线电的这个界说首要是基于频谱资源分派和打点题目提出的。今朝无线频谱资源的筹划和行使都是由当局拟定的,无线通讯装备对频谱的行使必要颠末当局的容许。而牢靠的频谱分派政策导致了频谱不能有用操作的题目。好比分派给蜂窝移动通讯体系的频带常常超负荷,而共用频带没有充实行使等。并且频段的操作率在差异的时刻和空间也有所差异。

                                                                                    3、其他的认知无线电界说

                                                                                    除了JosephMitola和FCC外,尚有许多学者对认知无线电举办了界说。

                                                                                    好比,SimonHaykin团结JosephMitola和FCC的概念,对认知无线电做出如下界说 :认知无线电是一个智能无线通讯体系,它能感知外界情形,并行使人工智能技能从情形中进修,通过及时改变传输功率、载波频率和调制方法等体系参数,使体系顺应外界情形的变革,从而到达很高的频谱操作率和最佳通讯机能。

                                                                                    

                                                                                  认知无线电的界说及道理_认知无线电的要害技能_认知无线电成长近况与趋势

                                                                                    二、认知无线电特点

                                                                                    对情形的感知手段:此特点是CR技能创立的条件,只有在情形感知和检测的基本上,才气行使频谱资源。频谱感知的首要成果是监测必然范畴的频段,检测频谱朴陋。

                                                                                    对情形变革的进修手段、自顺应性:此特点浮现CR技能的智能性,在碰着主用户信号时,能尽快主动退避,在频谱朴陋间自如的切换。

                                                                                    通讯质量的高靠得住性:要求体系可以或许实现任何时刻任何所在的高度靠得住通讯,可以或许精确地鉴定主用户信号呈现的时刻、所在、频段[2]等信息,实时调解自身参数,进步通讯质量。

                                                                                    体系成果模块的可重构性:CR装备可按照频谱情形动态编程,也可通过硬件计划,支持差异的收发技能。可以重构的参数包罗:事变频率、调制方法、发射功率和通讯协议等。

                                                                                    三、认知无线电道理

                                                                                    认知无线电道理如图1所示,由图可看出,CR装备对周围情形感知、探测、说明,这种探测和感知是全方位的,应对地形、情景等综合信息也有所相识。由此图也可得出,CR是高智能装备,应包括一个智能收发器。有了足够的人工智能,它就能汲取已往的履历对现实环境举办相应,已往的履历包罗对死区、滋扰和行使模式等的相识。它的进修手段是使它从观念走向应用的真正缘故起因。

                                                                                    

                                                                                  认知无线电的界说及道理_认知无线电的要害技能_认知无线电成长近况与趋势

                                                                                    图1:认知无线电道理图

                                                                                    当CR用户发明频谱朴陋,行使已授权用户的频谱资源时[3],必需担保它的通讯不会影响到已授权用户的通讯,一旦该频段被主用户行使,CR有两种应对方法:一是切换到其余空闲频段通讯;二是继承行使该频段,改变发射频率或调制方案,停止对主用户的滋扰。

                                                                                    四、认知无线电物理层要害技能

                                                                                    通用的CR收发机布局如图2所示,团结前文关于CR根基道理的接头,,可以发明,CR物理层的要害技能包罗:宽带射粕习端技能、频谱感知技能和数据传输技能。

                                                                                    

                                                                                  认知无线电的界说及道理_认知无线电的要害技能_认知无线电成长近况与趋势

                                                                                    4.1 宽带射粕习端技能

                                                                                    为了提供宽带频谱感知手段,CR的射粕习端必须可以或许调谐到大频谱范畴内的恣意频带。通用的宽带射粕习端布局如图3所示,吸取的信号通过放大、混频和A/D转换等步调后送入基带处理赏罚,举办频谱感知或数据检测。个中,射频滤波器通过通带滤波选择所必要的频段的吸取信号;低噪放大器(LNA)在放大所需信号的同时最小化噪声;锁相环(PLL)、压控振荡器(VCO)和混频器连系节制,将所必要的吸取信号转换到基带可能中频处理赏罚;信道选择滤波器用于选择所需的信道并克制邻道滋扰;自动增益节制(AGC)维持很宽的动态范畴内的输入信号经放大器的输出功率恒定。

                                                                                    

                                                                                  认知无线电的界说及道理_认知无线电的要害技能_认知无线电成长近况与趋势

                                                                                    针对CR应用,宽带射粕习端面对的首要困难是射粕习端必要在大的动态范畴内检测弱信号。为此,必要采样速度高达几吉赫兹的高速A/D转换器,而且要求高出12比特的高判别率为了低落这一需求,可以思量通过陷波滤波器滤出强信号,低落信号的动态范畴;或回收智能天线技能,通过空域滤波来实现强信号滤出。

                                                                                    4.2 频谱感知技能