認(rèn)知無線電頻譜感知技術(shù)在頻譜管理中的應(yīng)用

【摘要】本文通過對(duì)認(rèn)知無線電頻譜技術(shù)的簡述，介紹了認(rèn)知無線電頻譜技術(shù)的基本概念和思想，提供了認(rèn)知無線電頻譜技術(shù)基本的監(jiān)測方法，強(qiáng)調(diào)了認(rèn)知無線電頻譜技術(shù)多天線與協(xié)同監(jiān)測的要點(diǎn)，并結(jié)合無線電的基本工作和近期發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，提供了認(rèn)知無線電頻譜感知技術(shù)在頻譜管理中的應(yīng)用要點(diǎn)，希望能夠在做好無線電監(jiān)測工作的基礎(chǔ)上，使認(rèn)知無線電頻譜感知技術(shù)發(fā)揮出更加科學(xué)、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，突出認(rèn)知無線電頻譜感知技術(shù)的綜合價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】認(rèn)知無線電譜感知技術(shù)配諧波器檢驗(yàn)作檢驗(yàn)譜管理

認(rèn)知無線電頻譜感知技術(shù)的基礎(chǔ)是對(duì)頻譜狀態(tài)的監(jiān)測，需要確定頻段的應(yīng)用和授權(quán)狀態(tài)，并確定認(rèn)知用戶和授權(quán)用戶的地位，達(dá)到利用空閑被認(rèn)知頻段進(jìn)行通信的目的。

一、認(rèn)知無線電頻譜感知的監(jiān)測方法

1.1認(rèn)知無線電頻譜感知的基本檢驗(yàn)方法

匹配諧波、能量、循環(huán)平穩(wěn)特征是認(rèn)知無線電頻譜監(jiān)測的基本方法。匹配濾波器監(jiān)測方法是已匯總相干監(jiān)測方法，能接收加大的信號(hào)噪聲比，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行迅速的增益處理，但是這種監(jiān)測方法對(duì)相位同步有著較高的要求。能量監(jiān)測方法是認(rèn)知無線電頻譜感知中常用的手段，具有簡便和迅速的優(yōu)勢，是一種非相干監(jiān)測的技術(shù)，但是存在信噪比較低時(shí)局限性較大的缺陷。循環(huán)平穩(wěn)特征監(jiān)測，這種方法能夠有效區(qū)分信號(hào)和噪聲，適于調(diào)制信號(hào)的循環(huán)平穩(wěn)特性來進(jìn)行頻譜監(jiān)測，同時(shí)也存在著計(jì)算復(fù)雜、監(jiān)測時(shí)間過長等劣勢。

1.2認(rèn)知無線電頻譜感知的多天線與協(xié)同監(jiān)測方法

一是，似然比監(jiān)測，似然比監(jiān)測的實(shí)質(zhì)是比較在有約束條件下的似然函數(shù)最大值與無約束條件下的似然比函數(shù)最大值，從而進(jìn)行監(jiān)測判決，似然比監(jiān)測可以使統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的監(jiān)測概率最大，但似然比函數(shù)監(jiān)測需要知道信道增益和噪聲分布等信息，特別需要對(duì)授權(quán)用戶信號(hào)的特點(diǎn)和分布需要及時(shí)掌握，所以難度較高。三是，空間相關(guān)性監(jiān)測，空間相關(guān)性監(jiān)測考慮了各個(gè)天線接收端信號(hào)的差異，性能要優(yōu)于傳統(tǒng)的能量監(jiān)測法。三是，協(xié)作監(jiān)測，這是一種多個(gè)認(rèn)知用戶分布在不同地點(diǎn)時(shí)，通過協(xié)作對(duì)大范圍的頻譜進(jìn)行監(jiān)測，從而獲得更加可靠的監(jiān)測性能。

二、認(rèn)知無線電頻譜感知技術(shù)在頻譜管理中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1窄帶噪聲的控制

從一個(gè)特定頻段提取信號(hào)時(shí)，需要用到一個(gè)或多個(gè)數(shù)字或模擬的窄帶濾波器。只有當(dāng)濾波器是理想的時(shí)候，信號(hào)才能被準(zhǔn)確地提取出來從而被精確地量化，離散的噪聲樣本才能是獨(dú)立同分布的。

2.2寄生信號(hào)的干擾

認(rèn)知用戶接收端接收到的信號(hào)可能不僅含有授權(quán)用戶信號(hào)和噪聲信號(hào)，還含有其他雜散信號(hào)，這會(huì)導(dǎo)致判決時(shí)的虛警概率升高，進(jìn)而使頻譜利用率下降。

2.3截?cái)嗾J(rèn)知無線電頻譜感知誤差

由于硬件的設(shè)計(jì)原因，很多方法在硬件上都是采用定點(diǎn)運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)，這會(huì)造成截?cái)嗾`差的產(chǎn)生，從而限制監(jiān)測方法的精度。一種好的監(jiān)測方法應(yīng)該對(duì)這種不可預(yù)見的誤差有較強(qiáng)的健壯性。

2.4實(shí)現(xiàn)認(rèn)知無線電頻譜寬帶的感知

由于認(rèn)知用戶本身對(duì)頻譜使用權(quán)較低，通常認(rèn)知無線電設(shè)備可能需要監(jiān)聽很大一段頻率范圍，以尋找最好的可用頻帶來進(jìn)行信號(hào)傳輸，因此需要在超寬帶無線射頻前端和高速的信號(hào)處理設(shè)備，以采用提高采樣速率面的形式實(shí)現(xiàn)無線電頻譜寬帶感知。

三、結(jié)語

綜上所述，為了解決無線電頻譜資源固定、僵化的問題，預(yù)防頻段匱乏現(xiàn)象的發(fā)生，現(xiàn)代無線電通信行業(yè)提出了認(rèn)知無線電頻譜感知技術(shù)，這一技術(shù)具有高度的自動(dòng)化和智能化特點(diǎn)，特別對(duì)于頻譜管理工作來說有重要的價(jià)值和作用。實(shí)際中我們應(yīng)該通過關(guān)鍵的認(rèn)知無線電頻譜感知技術(shù)的應(yīng)用，取得突破，進(jìn)而達(dá)到推進(jìn)認(rèn)知無線電頻譜感知技術(shù)普及進(jìn)度和強(qiáng)化頻譜管理工作的目的。

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