感知无线电的关键问题研究.doc

感知无线电的关键问题研究
　　论文关键词:感知无线电;信道;传输场景
　　论文摘要:感知无线电技术是在软件无线电技术根底上开展起来的一种新的智能无线通信技术,是软件无线电技术的扩展,它使软件无线电从预先定义协议的盲目执行者转变成为无线电随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规那么指一系列合适无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间形式的设置。感知无线电系统的重构才能很重要,该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现,而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学****的过程实现,其感知过程开场于无线电鼓励的被动感应,以做出反响行为而终止,一个根本的感知周期要大致分为3个根本过程,分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理,它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。
　　
　　将来挪动通信系统满足用户需求的关键点是进步频谱利用率。挪动通信的开展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法,一是扩大可利用的频率范围,二是进步频谱利用率。为增加可用频率,挪动通信系统的频率已扩展至300ghz。无线信道的途径损耗是随频率升高而迅速增加的,所以频率过高并不利于挪动通信。因此,更加有效的方法是进步频谱利用率。
　　进步频谱利用率有三类途径,改良通信设备的传输技术,优化网络、进步组网才能。目前广泛采用这两种途径,但是这两种方法可以获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种进步频谱利用率的途径是改良频谱分配方式。
　　目前国际上主要采用固定频谱分配方式,一个频段只分配给一个无线接入系统,不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用,其它无线接入系统不能占用该频段。为进步频谱利用率,可以将一些频段分配给了多个系统,允许它们同时占有同一个频段,甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段,允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式可以改善系统干扰问题,但由于频谱的受权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率,其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段,虽然优于独占性的固定频谱分配方式,但由于它对频谱共享没有加以必要的控制,一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用,从而导致了两方面的问题。可见,假如仅仅是简单地允许多个系统共享频谱,而不防止系统间干扰,会制约频谱利用率的进步,并且不能保证通信质量。
　　为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾,可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段,各系统只在需要通信时才能占有频段,通信完毕就释放频段,而且必须控制系统间干扰,后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容,分配频段上受权系统有使用频谱的最高优先级,只要不影响受权系统通信,租借系统与受权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上,当受权系统不使用所分配的频率时,租借系统可以占用频率,但当受权系统重新占用频率时,租借系统必须及时地归还频率。
　　
　　信道估计的结果可用来计算信道容量,用于控制发送端的信号能量,可使用香农法那么计算信道容量,但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输的信息,而是量化,一定的量化率用于反响发送端,量化比率是预先确定的,