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1、认知无线电网络.txt只要你要，只要我有，你还外边转什么阿老实在我身边待着就行了。 听我的就是,问那么多干嘛，我在你身边,你还走错路!跟着我!不能给你幸福是我的错，但谁 让你不幸福，我TMD去砍了他本文由duan923lang贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 未来无线网络的发展 -认知无线电网络昆明理工大学信自学院通信系彭艺一、无线电技术的概念及发展传统（硬件）传统（硬件）无线电软件无线电SDR）认知无线电（SDR）认知无线电 （智能无线电 CR） CR）传统无线电（硬件无线电HR） 1.1传统无线电（硬件无线电HR）在硬件中执行所有的无
2、线电功能，在硬件中执行所有的无线电功能，任何功能变化都 要求用物理手段实现。都要求用物理手段实现。所有无线电都能够进行调谐以选取特定（有 限制的）频率范围，调谐以选取特定（有限制的）频率范围，而改变这种调谐需要一定时间。 传统上，种调谐需要一定时间。传统上，在无线电硬件中定义了这些调谐特性，定义了这 些调谐特性，目的是使这些特性可编程化。软件无线电（SDR） 1.2软件无线电（SDR）软件无线电（Software Defined Radio）是近几年来提出的一种实现无线通信的新概念和 体制。它的核心是：将宽带A/D和D/A变换器尽可能地靠近天线，而电台功能尽可能地 采用软件进行定义。软件无线电
3、把硬件作为无线通信的基本平台，对于无线通信功能尽可能 用软件来实现。这样，无线通信系统具有很好的通用性、灵活性，使系统互联和升级变得 非常方便，这很可能使软件无线电成为继模拟通信到数字通信和固定通信到移动通信之后 的无线通信领域的第三次突破。软件无线电在通信系统中，特别是在第三代移动通信系统 中的应用越来越成为研究的热点。第三代移动通信系统中的软件无线电技术在第三代移动通信系统所要实现的目标与系统的特点中，最核心的问题是提供不同环境 下的多媒体业务及实现包含水、陆、空的全球覆盖。因而它要求实现多种网络的综合：无 线网与有线网的综合，移动网与固定网的综合，陆地网与卫星网的综合。这样可以提供全球
4、无缝覆盖，为用户提供在无线与有线环境下统一的业务使用方式，又适应多种业务环境， 且与第二代移动通信系统兼容，便于平滑升级。对于通信终端而言，它面对的是多种网络的 综合系统，因而需要实现多频多模式终端（手机）。3G中的终端问题3G中的终端问题第三代移动通信系统可支持的速率为室内静止2Mbit/s,步行移动384kbit/s,车速 移动144kbit/s,卫星移动9.6kbit/s,所以手机要适应宽带多业务的要求。软件无线电 为通信系统提供一种新型的结构，那就是利用统一的硬件平台，不同的软件来实现不同的 功能。只有软件无线电技术才能解决多频多模式多业务终端问题。3G中的软件无线电应用3G中的软件无
5、线电应用具体地讲，软件无线电技术在第三代移动通信系统中的应用体现在以下几个方面：（1） 为第三代移动通信手机与基站提供了一个开放的、模块化的系统结构；（2）智能天线结构 的实现，空间特征矢量包括DOA （来波方向估计）的获得、每射频通道权重的计算和天线波 束赋形；（3）各种信号处理软件的实现，包括各类无线信令规则与处理软件、信号流变 换软件、调制解调算法软件、信道纠错编码软件、信源编码软件算法等。软件无线电技术是当今计算技术、超大规模集成电路和数字信号处理技术在无线电通信 中应用的产物。它在我国提出的第三代移动通信系统TD-SCDMA中，应用就更广泛了。SCDMA 系统的基站和终端都采用了高速
6、数字处理器和高速A/ D变换器，处理速度高于每秒5千万 次，全部基带信号处理和变换都用软件来完成。在SCDMA中软件无线电将实现如下功能：（1）提供一个开放的模块化的系统结构；（2）智能无线的实现；（3）同步检测、建立和 保持；（4）用户终端D-QPSK （差分正交移相键控）解调器中的载波恢复、频率校准和跟踪； （5）每码道功率的检测和发射功率控制的实现；（6）接收通道的电平检测和接收增益控制； （7）扩频调制和解调，包括WAtsH （沃什）码和PN （伪随机）码的产生；（8）语音编译码； （9） DTMF （双音多频）、MFC （多频编码）及各种信号的产生和检测；（10）信道编码、复 接和分
7、接；（ 1 1 ）发射脉冲成形滤波；（ 12） SWAP （交换）信令的差错检测； （ 13）接收信令的差错检测；（14）发射通道的数字预失真；（15）基站收发信机的校准。3G手机广州、北京、上海、沈阳、深圳、秦皇岛、厦门等主要8个奥运城市于2008年8月开卖TD-SCDMA手 机，正式拉开中国3G应用的序幕。视频通话“手机电视”“手机电视 高 速无线上网” “视频通话” “手机电视”和“高速无线上网”成为3G 3G特色业务 成为3G 特色业务。作为中国首批商用3G手机，三星SGH-L288不仅标志了中国3G时代的来临，更树立了 SAMSUNG Anycall在3G终端市场的领导地位。3G标准
8、3G标准目前，主流的3G技术有三种制式：目前，主流的3G技术有三种制式：3G技术有三种 制式 分别为 WCDMA （联通）WCDMA （联通）CDMA2000 （电信）CDMA2000 （电信）TD-SCDMA （移动）。TD-SCDMA （移动）。CR技术出现背景CR技术出现背景（1）终端动态选择信道的需求今天，采用同一个无线电，你不能同时利用2.4GHz和 5GHz的WLAN信号，除非你实现两个单独的无线路径来处理各自的波形。假设SDR技术将在 今后几年内解决这一问题，则下一个技术难点就是找到一个能动态接收或自动发射不同类 型波形的SDR解决方案，使它能自适应于本地环境并搜索可用于通信的开
9、放频率。为此，认 知（感知）无线电成为学术及研发界的重要课题。（2）频谱资源的紧张Static licensing :Pros:EffectivelycontrolsinterferencSimpletodesignhardwareCons:Multiple allocation over all of the band A crisis of spectrum availabilityUtilizationof0.5%inthe3-4GHzAnd0.3%in4-5GHzAnewapproachtospectrum licensing is needed认知无线电（CR） 1.3认知无线电（C
10、R）认知无线电也被称为智能无线电。从广义上来说是指无线终端具备足够的智能或者认知 能力，通过对周围无线环境的历史和当前状况进行检测、分析、学习、推理和规划，利用 相应结果调整自己的传输参数，使用最适合的无线资源（包括频率、调制方式、发射功率等） 完成无线传输。认知无线电能够帮助用户自动选择最好的、最廉价的服务进行无线传输， 甚至能够根据现有的或者即将获得的无线资源延迟或主动发起传送。Term coined by Mitola in 1999 Mitolas definition: Software radio that is aware of its environment and its c
11、apabilities Alters its physical layer behavior Capable of following complex adaptation strategies“A radio or system that senses， and is aware of， its operational environment and can dynamically and autonomously adjust its radio operating parameters accordingly” LearnsfrompreviousexperiencesDeals wit
12、h situations not planned at the initial time of designCR技术的基本概念1.4 CR技术的基本概念自1999年“软件无线电之父” JosephMitola III博士首次提出了 CR的概念并系统地阐 述了 CR的基本原理以来，不同的机构和学者从不同的角度给出了 CR的定义，其中比较有 代表性的包括FCC和著名学者Simon Haykin教授的定义。FCC认为：“CR是能够基于对其 工作环境的交互改变发射机参数的无线电”。CR定义CR定义Simon Haykin则从信号处理的角度出发，认为：“CR是一个智能无线通信系统。它能够 感知外界环境，
13、并使用人工智能技术从环境中学习，通过实时改变某些操作参数(比如传输 功率、载波频率和调制技术等)，使其内部状态适应接收到的无线信号的统计性变化，以达 到以下目的：任何时间任何地点的高度可靠通信；对频谱资源的有效利用。ArchitectureBasic Non-Cognitive Radio Architecture:Spectrum Scanning and Interference Avoidance ModuleChannel Pooling ServerSpectrum Analysis Engine Scanning EngineCognitive Radio architecture
14、:Networked DeviceAntenna Sharing ModuleProcessor ProcessorData Modem Data ModemTransmitter Transmitter and Receiver and ReceiverWireless Data Transceiver Subsystem ModuleCR特征CR应该具备以下2个主要特征：(1)认知能力认知能力使CR能够从其工作的无线环 境中捕获或者 感知信息，从而可以标识特定时间和空间的未使用频谱资 源(也称为频谱空 洞)，并选择最适当的频谱和工作参数。这一任务通常采用图1所示的认知环进行表示，包 括3个
15、主要的步骤：频谱感知、频谱分析和频谱判决频谱感知、频谱感知频谱分析和频 谱判决。频谱感知的主要功能是监测可用频段，检测频谱空洞；频谱分析估计频谱感知获 取的频谱空洞的特性；频谱判决根据频谱空洞的特性和用户需求选择合适的频段传输数据。(2)重构能力重构能力使得CR设备可以根据无线环境动态编程，从而允许CR设备采 用不同的无线传输技术收发数据。可以重构的参数包括：工作频率、调制方式、发射功率和 通信协议等。重构的核心思想是在不对频谱授权用户(LU)产生有害干扰的前提下，利用授 权系统的空闲频谱提供可靠的通信服务。一旦该频段被LU使用，CR有2种应对方式：一是 切换到其它空闲频段通信；二是继续使用该
16、频段，但改变发射统率或者调制方案避免对LU 的有害干扰。认知无线电与软件无线电之间的关系为了便于理解CR的基本原理，有必要将CR与软件 无线电(SDR)进行区分。根据电子与电气工程师协会(IEEE)的定义，一个无线电设备可以称 为SDR的基本前提是：部分或者全部基带或RF信号处理通过使用数字信号处理软件完成； 这些软件可以在出厂后修改。因此，SDR关注的是无线电系统信号处理的实现方式；而CR 是指无线系统能够感知操作环境的变化，并据此调整系统工作参数。从这个意义上讲，CR 是更高层的概念，不仅包括信号处理，还包括根据相应的任务、政策、规则和目标进行推 理和规划的高层功能。一般来说认知无线电系统必须具备以下基本功能：一般来说认知无线电系统必须具备以 下基本功能： (1)对无线环境的场景分析，包括空间电磁环境中干扰温度的估计和频谱空穴 的检测。 (2)信道状
