认知无线电中频谱感知技术的研究+MATLAB仿真代码(2)

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1 绪论

随着无线通信需求的不断增长，人们对于无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高，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；另一方面，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，认知无线电技术应运而生，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。源^自·751{文·论[文'网]www.751com.cn

认知无线电(cognitive radio，CR)概念由Joseph Mitola博士于1999年提出，其主导思想是实现伺机的动态频谱接入，即非授权用户（也称次用户)通过检测，机会性地接入已分配给授权用户（也称主用户）但暂时很少使用甚至未被使用的空闲频段，一旦主用户重新接入该频段，次用户迅速腾出信道。这种技术需解决的首要问题就是如何快速准确地获取授权频谱的使用情况，目前主要有3类解决方案：建立数据库档案、传送信标信号和频谱感知。由于受到政治、经济等因素的制约，对于前两种方案的研究较少；而频谱感知方案因具有建设成本低、与现有主系统的兼容性强等突出优点，得到了大多数研究学者的认同。

2 认知无线电技术

2.1 认知无线电的概念

认知无线电又被称为智能无线电，它以灵活、智能、可重置为显著特征，通过感知外界环境，并使用人工智能技术从环境中学习，有目的地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)，使内部状态适应接收到的无线信号的统计变化，从而实现任何时间、任何地点的高可靠通信以及对有限的无线频谱资源进行高效地利用。

2.2 认知无线电的特性与功能

认知无线电的特性指它的认知能力和重置能力。

认知能力使认知无线电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)，选择最适当的频谱和工作参数并避免对其他用户的干扰。这一任务通常采用图2-1所示的认知环进行表示，包括3个主要的步骤：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。