基于认知无线电技术的电台架构设计

蓬勃发展的信息技术,使得人们对通信的要求也提高了,然而有限频谱资源的紧缺及其利用率低的情况,又降低了通信设备的通信能力。因此急待找出一种解决这些问题的有效方法。本文通过对认知无线电的简单介绍,结合认知无线电技术的特点和通信的高要求,设计出一种基于认知无线电技术的电台体系架构,并简要分析了其组成部分及功能。     

认知无线电研究综述

认知无线电是一种智能频谱共享技术。它通过感知频谱环境、智能学习并实时调整其传输参数,实现频谱的再利用,可显著地提高频谱的利用率,特别是可让未授权用户使用授权用户的频谱。本文在概述了认知无线电技术的发展之后,重点介绍了认知无线电技术及其应用的研究现状,包括认知无线电的总体概念、相关频谱政策和标准化工作进展、相关关键技术和安全技术的研究,以及它在UWB、Mesh、WRAN中的应用现状。最后对认知无线电技术的发展进行了展望。     

随机共振在认知无线电频谱感知中应用的最新研究进展

频谱感知是认知无线电网络的一项关键技术.低信噪比(SNR)环境下频谱检测的性能会大幅降低,而随机共振(SR)能有效提高信号信噪比,所以将其应用到频谱感知中,能增强认知用户对主用户(PU)的检测性能.首先介绍了随机共振在认知无线电频谱感知中应用的最新研究进展,包括随机共振在本地感知中(如能量检测、协方差矩阵频谱感知、循环平稳特征检测)及协作感知中的应用,然后指出了随机共振在认知无线电频谱感知中还有待解决的问题,并提出了下一步的研究方向.     

基于认知无线电的ROF-PON光无线接入技术

文章提出了基于认知无线电的光纤无线通信系统-无源光网络(ROF-PON)光无线接入网络系统结构。该方案光纤中直接传输射频信号。光层可采用波分复用-无源光网络(WDM-PON)技术(也可以是一个定制的光接入层)。远端的光网络单元(ONU)将得到的传感信息回传到中心局(CO),应用认知无线电技术进行处理。频谱感知和信道接入等都在CO处理,降低了整个系统的复杂度,发挥了光纤无线通信系统(ROF)的优势,也发挥了认知无线电在管理频谱方面的特长。     

认知网络中的多用户MIMO线性协作频谱感知问题研究

研究了多用户MIMO的线性协作频谱感知问题以提高频谱检测的可靠性,推导了多用户MIMO线性协作感知系统的局部检测和全局检测策略,建立了在给定误警概率的情况下控制中心通过优化给各个用户的信号所分配的权值来最大化全局检测概率的优化模型。进一步,引入了遗传算法来求解上述全局检测优化问题的最优权值,期望能够有效降低算法在频谱感知过程中检测时间。仿真结果表明,多入多出能够明显提高协作频谱感知系统频谱检测可靠性,而遗传算法高效且稳定,相比较其他算法能够有效改善系统的检测性能。     

异构无线网络中的共享载波垂直网络转换算法

为了提高异构无线网络的频谱利用率,将认知无线电中合作动态频谱分配(DSA)的思想应用于以基站和用户为基本单元的异构无线网络,将多模终端用户垂直切换的思想引入基站侧,提出了异构无线网络中的共享载波垂直网络转换(SCVNT)算法。理论分析与仿真实验表明,SCVNT算法可有效提高异构无线网络的总体信道利用率,改善资源分配的公平性,并可实现平滑升级,具有较高的应用价值。     

认知无线电技术及应用

认知无线电技术是目前无线传输领域的主要研究热点之一。对认知无线电的不同定义进行了讨论,并从认知无线电系统组成及认知无线电与其他无线电(特别是自适应无线电和智能无线电)的关系2方面分析了其内涵,重点介绍了无线频谱感知、智能资源管理、自适应传输和跨层设计等认知无线电系统主要关键技术;最后给出了认知无线电可能的应用场景。     

异构架构下物联网频谱规划研究

分析物联网异构网络架构及相应频谱需求,并概括物联网频谱规划涉及主要方面,在此基础上,提出一种基于认知的物联网感知延伸层频谱共享架构,通过物联网接入网关的频谱感知、频谱管理,实现物联网感知延伸层共享频谱的高效利用。     

认知无人机网络中次级链路吞吐量优化研究

无人机(UAV)的便携性和高机动性使其与认知无线电(CR)结合的应用场景更加实用。在构建的无人机认知无线网络(CRN)模型中,该文提出UAV单弧度吞吐量优化方案,在确保检测概率的前提下优化感知弧度最大化UAV平均吞吐量。考虑在信道条件不理想情况下进一步改善感知性能,提出基于协作频谱感知(CSS)的多弧度吞吐量优化方案,利用交替迭代优化(AIO)算法对感知弧度和弧度数量进行联合优化以最大化吞吐量。仿真结果表明,该文提出的多弧度协作频谱感知方案在信道衰落严重时,对于主用户(PU)服务质量(QoS)和UAV吞吐量有明显提升。

     

认知无线电系统中协同能量检测算法的性能研究

该文首先研究了单认知用户能量检测算法的检测性能和检测灵敏度与检测时长和噪声短时间内平均功率波动性之间的关系,得出检测性能和检测灵敏度随噪声短时间内平均功率波动性的增大而急剧下降的结论,在低信噪比时尤为明显;针对检测性能和检测灵敏度随噪声短时间内平均功率波动性的增大而急剧下降,提出了基于多用户协同能量检测算法。仿真表明,在低信噪比环境下,即使噪声短时间内的平均功率存在较大的波动性,只要适当地增加协同检测的用户数,仍可获得较为准确的检测性能。