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1、 毕毕 业业 设设 计计 （论（论 文）文）设计（论文）题目设计（论文）题目: 认知无线电系统中的频谱感知技术研究单单 位（系别）：位（系别）： 电子信息工程系 学学 生生 姓姓 名名： 专专 业业： 电子信息工程 班班 级级： 01120802 学学 号号： 0112080210 指指 导导 教教 师师： 答辩组负责人答辩组负责人： 填表时间：填表时间： 2012 年年 5 月月重庆邮电大学移通学院教务处制重庆邮电大学移通学院教务处制编编 号号：_审定成绩审定成绩：_重庆邮电大学移通学院毕业设计重庆邮电大学移通学院毕业设计(论文论文)任务书任务书设计(论文)题目 认知无线电系统中的频谱感知技
2、术研究 学生姓名 系别 电子信息工程系 专业 电子信息工程 班级 01120802 指导教师 职称 教授 联系电话 教师单位 重庆邮电大学 下任务日期 2012 年 3 月 22 日主主要要研研究究内内容容、方方法法和和要要求求主要研究内容： 1，了解认知无线电的概念、发展历史、研究意义及发展现状。探讨认知无线 电的几种关键技术，并对比他们之间的优缺点，了解详细相关知识后，开始研究 认知无线电的实际应用，包括在 WLAN、WRAN、UWB 中的哟、应用。 3，研究频谱感知技术，介绍其概念，还有他的几种检测方法：合作检测、发 射机检测（匹配滤波器检测、能量检测、循环平稳特征检测） ，并对几种检测
3、方案 进行比较与分析，指出各个技术的难点和新挑战。其中重点讨论合作检测的几种 常用方法，探讨它们的优缺点。希望解决感知机制的优化、如何将协作感知的参 数达到最佳化以获得最好的检测性能、在协作性能和系统开销之间寻求一个最佳 的点 主要的研究方法：文献综合研究法、比较分析法、信息研究法、描述性研究 法、定量分析法等。进进度度计计划划第 4 周至第 7 周开始写认知无线电的概念和频谱感知技术产生的背景的初稿； 第 8 周至第 10 周写频谱感知面临的技术挑战和其设计权衡以及安全问题的初稿； 第 11 周至 15 周开始探讨频谱感知的几种检测技术:多天线协作检测，发射机检测， 并对几种检测方案进行比较
4、与分析，指出各个技术的难点和新挑战的初稿；之后 等待导师批阅后开始完成正式论文直至结束。主主要要参参考考文文献献1 (2004). “Spectrum pooling: an innovative strategy for the enhancement of spectrum efficiency“. IEEE Communications Magazine，Weiss, T. A.; Jondral, F. K.等2 中兴通讯技术 ，2010 年 郭云玮 等3 Biologically Inspired Cognitive Radio Engine Model Utilizing Dist
5、ributed Genetic Algorithms for Secure and Robust Wireless Communications and Networking Christian James Rieser 等 5 王晨炜，姚萌.认知无线电的频谱感知技术研究J.电子技术指导教师签字：_ 年 月 日教研室主任签字： 年 月 日 备注：此任务书由指导教师填写，并于毕业设计(论文)开始前下达给学生。摘摘 要要在这个信息大爆炸的时代，信息的传递量日益增加，通过无线传输来传递信息亦是一种主要手段，所以无线频谱资源已经成为不可或缺的宝贵资源，据美国联邦通信委员会（FFC）的大量调查研究表明，
6、某些非授权的频段如科学研究、工业、医学及用于陆地无线移动通信的 2GHz 左右的频段非常拥挤，而另一些频段却大量空闲。这种使用分布不均匀的现象让科学家们想出一种可以自动感知所处的频谱环境并发现空闲频段（频谱空洞）后利用它，这样就能很大程度的缓解频段拥挤提高频谱利用率。于是科学家提出了认知无线电（CR）的概念。本文在前两章归纳总结了认知无线电技术的发展历史、背景资料、核心概念，并且讨论了认知无线电技术的体系结构和实际应用，包括几种核心技术，以及在无线局域网、无线区域网、超宽带中的应用。在第三章中着重研究了频谱感知技术中的几种发射机检测方法，其中有匹配滤波器检测、能量检测以及循环平稳特征检测，并且
7、将几种方法的优缺点列出比较。第四章中介绍研究了频谱感知技术中的合作检测法，对几种方法进行比较，做出结论。在最后一章中，探讨了关于认知无线电的发展前景。【关键词关键词】认知无线电 频谱感知技术 频谱检测 发射机检测 合作检测 循环平稳特征检测 频谱空洞 匹配滤波器检测ABSTRACTIn the era of great explosion of information, the transmission of information is increased day by day; sending message via wireless transmission also becomes a
8、 major means, therefore, the wireless frequency spectrum has become an indispensable precious resource, a huge amount of investigation conducted by the U.S. Federal Communications Commission (FFC) shows that some unauthorized frequency range, such as scientific research, industry, medical and the fr
9、equency of 2GHz or so used for land wireless mobile communication, is very crowd, while most of the other frequency ranges are idled. This uneven distribution makes scientists working out a way that can perceive located frequency spectrum automatically, find and use the idle frequency band (cavity o
10、f frequency spectrum), so that the crowded frequency band can be alleviated greatly, thus improve the utilization of frequency band. As a result, scientists have proposed the concept of Cognitive Radio (CR).The previous two chapters of this paper summarized the development history, background inform
11、ation and core concepts of cognitive wireless technology, and discussed the architecture and practical application of cognitive wireless, including several core technologies, and application in WLAN (Wireless Local Area Network), wireless area network and ultra-wideband. Chapter three stresses the s
12、tudy on several transmitter detection methods in frequency spectrum cognitive technology, including matched filter detection, energy detection and circulation stationary feature detection, and compared the strength and weakness of several methods. Chapter four introduced the cooperative detection me
13、thod in frequency spectrum cognitive technology, carried out comparison on several methods and made conclusion. The last chapter discussed the development prospect of cognitive radio.【Key words】Cognitive Radio Federal Communications Commission Spectrum sensing Development history Cavity of frequency
14、 spectrum WLAN目目 录录前 言.1第一章 认知无线电技术概述.2第一节 认知无线电的历史及概念.2一、认知无线电技术的概念.2二、认知无线电技术的历史.3第二节 认知无线电的研究意义及发展现状.5一、认知无线电技术的研究意义.5二、认知无线电技术的发展现状.5第二章 认知无线电的体系结构及关键技术.8第一节 认知无线电的体系结构.8一、链路结构.9二、网络架构.9三、终端结构10第二节 认知无线电中的关键技术.11一、动态频谱分配技术11二、频谱感知技术12三、功率控制技术14第三章 频谱感知技术的检测方法及比较16第一节 发射机检测17一、匹配滤波器检测17二、能量检测18三、
15、循环平稳特征检测20第二节 几种检测方法的比较21一、发射机检测的优缺点21第四章 频谱感知技术的合作检测法23第一节 合作检测23一、似然比检测23二、复合假设检测23三、空间相关性检测24四、空间时间合并24五、协作检测24六、加权合作频谱感知26第二节 几种合作检测的比较27一、合作感知27第五章 认知无线电的实际应用和发展前景.28第一节 认知无线电技术的实际应用28一、认知无线电技术在无线局域网络中的应用28二、认知无线电技术在无线区域网中的应用29三、认知无线电技术在超宽带系统中的应用30第二节 认知无线电技术的发展前景.32致 谢35参考文献36附 录37一、英文原文37二、英文翻译42前前 言言自 1864 年英国科学家麦克斯韦总结前人经验从而建立了一套完整的电磁波理论已经过了 148 年，在这短短时间内无线技术取得了巨大的成就，最早无线电是应用于航海中，使用
