【21页】认知无线电在通信中的应用文档全文阅读

务策则和目标进行推理和规划的高层活动。

数，实现最佳适 配。

从这个意义上讲，是更高层的概念，不仅包括信号处理，还包括根据相应的任也就是说，关注的是采用软件 动态频谱管理 自适应频谱资源分配技术 信道估计 认知无线电的未来发展趋势 国际无线电频谱资源的发展趋势 认知无线电对全球通信行业的影响 对未来认知无线电技术在通信应用中的展望 结束语 致谢 参考文献 绪论 认知无线电的研究背景 认知无线电概念最早是由瑞典博士于年月提出的，是对 软件无线电功能的进步扩展。

认知无线电可以感知周围电磁环境，通过无 线电知识描述语言与通信网络进行智能交流，并实时调整传输参数通信频 率发射功率调制方式编码体制等，使通信系统的无线电参数不仅与规则相适应， 而且能与环境相匹配，以达到基于软件无线电的认知无线电概念。

认知无线电 ，是种具有频谱感知能力的智能化软件无线电，它能自动感 知周围的电磁环境，寻找频谱空穴，并通过通信协议和算法将通信双方的信号参数调 整到最佳状态。

由此可见，认知无线电不仅具有通信功能，而且还需具备频谱探测能 力，具有多功能特征，必须借助于软件无线电来实现。

认知无线电已成为目前无线通信 领域的大研究热点。

本高，浪费资源，而且给最终用户也带来诸多不子便。

为解决频 谱资源的有效利用问题，有人又提出了功率调制方式编码体制等，使通信系统的无线电参数不仅与规则相适应， 而且能与环境相匹配，以达到无论何时何地都能达到通信系统的高可靠性和频谱利用 的高效性。

认知无线电可以感知周围电磁环境， 认知无线电的研究背景 认知无线电概念最早是由瑞典博士于年月提出的，是对 软件无线电功能的进步扩展。

展趋势 国际无线电频谱资源的发展趋势 认知无线电对全球通信行业的影响 认知无线电在震后应急通信中的应用 认知无线电通信的关键技术 快速频谱感知技术 动态频谱管理 自适应频谱资源分配技术 信道估计 认知无线电的未来发部分内容简介认知无线电通信技术的种类 认知无线电通信的运行流程 部分内容简介认知无线电通信技术的种类 认知无线电通信的运行流程 认知无线电在通信领域上的应用 认知无线电在宽带无线通信中的应用与研究 认知无线电在震后应急通信中的应用 认知无线电通信的关键技术 快速频谱感知技术 动态频谱管理 自适应频谱资源分配技术 信道估计 认知无线电的未来发展趋势 国际无线电频谱资源的发展趋势 认知无线电对全球通信行业的影响 对未来认知无线电技术在通信应用中的展望 结束语 致谢 参考文献 绪论 认知无线电的研究背景 认知无线电概念最早是由瑞典博士于年月提出的，是对 软件无线电功能的进步扩展。

认知无线电可以感知周围电磁环境，通过无 线电知识描述语言与通信网络进行智能交流，并实时调整传输参数通信频 率发射功率调制方式编码体制等，使通信系统的无线电参数不仅与规则相适应， 而且能与环境相匹配，以达到无论何时何地都能达到通信系统的高可靠性和频谱利用 的高效性。

也就是说，关注的是采用软件方式实现无线电系统信号的处理而 强调的是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，实现最佳适 配。

从这个意义上讲，是更高层的概念，不仅包括信号处理，还包括根据相应的任 务策则和目标进行推理和规划的高层活动。

随着无线多媒体的应用的增加，无线频谱成为越来越紧张的资源。

认知无线电是指 具有自主寻找和使用空闲频谱资源能力的智能无线电技术。

认知无线电技术的提出，为 解决不断增长的无线通信应用需求与日益紧张的无线频谱资源之间的矛盾提供了种 有效的解决途径。

认知无线电的研究意义 信息化社会发展到今天，人类社会已离不开通信，尤其是无线移动通信如 手机普及程度在几年前是不可想像的，各种新的通信手段信体制的出现为人们 的生活作带来了极大的便利。

随着各种新标准协议的不断发布，无线系统制造商 和通信服务提供商不得不做出响应，通过系统升级，以保持其技术的先进性，不断为 用户提供高质量的通信服务。

但是，如此反复的重新设计和硬件的 不断更新换代，不仅成本高，浪费资源，而且给最终用户也带来诸多不子便。

为解决频 谱资源的有效利用问题，有人又提出了基于软件无线电的认知无线电概念。

认知无线电 ，是种具有频谱感知能力的智能化软件无线电，它能自动感 知周围的电磁环境，寻找频谱空穴，并通过通信协议和算法将通信双方的信号参数调 整到最佳状态。

由此可见，认知无线电不仅具有通信功能，而且还需具备频谱探测能 力，具有多功能特征，必须借助于软件无线电来实现。

认知无线电已成为目前无线通信 领域的大研究热点。

随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越 高。

根据香农信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适 用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。

另方面， 已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。

因 此，人们提出采用认知无线电技术，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱 资源，从而有效解决上述难题。

本文的研究内容 着无线电通信技术的发展，无线电技术已经得到了学术界和产业界的广泛关注。

本文在研究探讨的理论指导下，利用图书馆资源与网络资源，深入的介绍了认知无 线电的定义无线电的技术特点与关键技术以及应用。

并介绍了无线电在国际上的影响 与发展趋势。

分析了认知无线电技术的特点发展趋势和对全球通信行业的影响。

认知 无线电通信的些关键技术 在此基础上探讨了认知无线电技术未来发展值得关注的热点问题。

分析了认知无线电系 统当中需要重点解决的关键技术，包括频谱感知，动态频谱管理以及信道估计等，并研 究与探讨了关键技术的多种典型解决方案，对其性能进行分析与评价，最后对未来应用 需要解决的关键问题与热点技术的结合进行了总结与展望。

无线电通信的模式 认知无线电通信技术的特点 应该具备以下个主要特征 认知能力 认知能力使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。

重构能力 重构能力使得设备可以根据无线环境动态编程，从而允许设备采用不同的无 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 议等蓝牙技术 蓝牙的英文名称为，实际上它是种实现多种设备之间无 线连接的协议。

技术 主要为家庭网络设计，旨在降低语音数据成本。

接入技术 技术能为用户带来了最高的数据传输速率，在这样的条 件下，现在计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松的传递。

⑩通信技术 该技术又称为国际移动电话。

无线局域网 无线局域网，简称是计算机网络与无线通 信技术相结合的产物。

无线光系统 无线红外光传输系统是光通信与无线通信的结合，通过大气而不是光纤来传输光 信号。

按传输的信息的物理特征，可以分为电话电报传真通信系统，广播电视 通信系统，数据通信系统等 按信道传输的信号传送类型，可以分为模拟和数字通信系统 按传输媒介信道的物理特征，可以分为 有线通信系统利用导线传送信息 无线通信系统利用电磁波传送信息 光纤通信系统利用光导纤维传送信息。

在无线模拟通信系统中，信道便是指自由空间。

认知无线电通信的系统组成组成 发送设备接收设备传输媒体。

发送设备 变换器换能器将被发送的信息变换为电信号。

例如话筒将声音变为电信 号。

发射机将换能器输出的电信号变为强度足够的高频电振荡。

天线将高频电振荡变成电磁波向传输媒质辐射。

传输媒体电磁波 在自由空间中，波长与频率存在以下关系式中为光速，和分别为无 线电波的频率和波长，因此，无线电波也可以认为是种频率相对较低的电磁波。

对频 率或波长进行分段，分别称为频段或波段。

不同频段信号的产生放大和接收的方法不 同，传播的能力和方式也不同，因而它们的分析方法和应用范围也不同。

无线电波只是 种波长比较长的电磁波，占据的频率范围很广。

电磁波从发射机天线辐射后，不仅电波的能量会扩散，接收机只能收到其中极小的 部分，而且在传播过程中，电波的能量会被地面建筑物或高空的电离层吸收或反 射或在大气层中产生折射或散射，从而造成强度的衰减。

根据无线电波在传播过程所 发生的现象，电波的传播方式见图，主要有绕射地波，反射和折射天 波，直射空间波。

决定传播方式的关键因素是无线电信号的频率。

沿大地与空气的分界面传播的电波叫地表面波，简称地波。

绕射传播。

传播途径主 要取决于地面的电特性。

地波在传播过程中，由于能量逐渐被大地吸收，很快减弱波 长越短，减弱越快，因而传播距离不远。

但地波不受气候影响，可靠性高。

超长波 长波中波无线电信号，都是利用地波传播的。

短波近距离通信也利用地波传播。

天波利用天空的电离层折射和反射而传播的电波，也叫天空波。

电离层只对短波 波段的电磁波产生反射作用，因此天波传播主要用于短波远距离通信。

两个突出特点 是传播距离远，同时产生中间静区地带，二是传播不稳定，随昼夜和季节的变化而变 化。

因此，短波通信要经党更换波段，以保证质量。

空间波又称为直射波，是由发射点从空间直线传播到接收点的无线电波。

直射波传 播距离般限于视距范围。

在传播过程中，它的强度衰减较慢，超短波和微波通信就是 利