感知无线电中的协作分集技术研究

《感知无线电中的协作分集技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、独创性(或创新性)声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名：超壹日期：趔乏兰：f2关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即

2、：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定)保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：抛?，3．

3、1北京邮电大学硕士学位论文第一章绪论本章首先简述了论文工作的研究背景及意义，介绍了感知

4、无线电、协作分集技术的提出及相关概念；简要介绍协作分集技术在感知无线电中的应用前景；通过对感知无线电与协作分集发展现状的简要分析，提出本论文准备研究的基本问题和主要目标；最后，阐述了论文工作的贡献、论文结构和内容安排。1．1研究背景和意义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。为了缓解人们日益增长的无线接入需求，一方面，人们不断开发新的无线接入技术，利用新的频段来提供各种业务；另一方面，不断改进各种编码调制方式，提高频谱效率。然而，由于移动终端天线尺寸和功率的限制，可以用于

5、无线接入的频段十分有限。同时目前的频谱分配方式在提高频谱效率方面十分有限。因此，如何解决频谱短缺问题是未来无线通信必须面对和解决的一大难题。然而，根据联邦通信委员会(FederalCommunicationsCommittee,FCC)关于美国3～6GHz的频谱分配情况研究报告指出，授权频段的实际使用率仅为15％～85％【11。美国加州大学伯克莱分校在伯克莱市的市区中心进行的实地频谱测量结果【2】更加令人吃惊：3～4GHz之间的频谱利用率仅为O．5％，4"-'5GHz的频谱利用率甚至低至0．3％，如图1．1所

6、示。研究报告表明，频谱资源在时域及频域上有多达70％未被充分利用。由此可见，存在着频谱资源利用的不平衡性。目前频谱资源管理国际上采用的通用做法是实行授权和非授权频率管理体制【3J。一方面，授权频段占用了整个频谱资源的很大一部分，由于在某些地区授权用户不会在任何时间都使用其频段，因此不少授权频段存在“频谱空洞”；例如，电视频段中的“频谱空洞"如图1．2所示。另一方面，开放使用的非授权频段占整个频谱资源的很小一部分，而在该频段上的用户却很多，业务量拥挤，无线电频段趋于饱和。静态的频谱分配原则导致授权频段利用率低下

7、而其它用户又无法使用相应频段。因此，必须寻找一种全新的、动态的频谱管理方式，以充分利用各地区、各时间段的空闲频谱，从根本上解决频谱资源的需求矛盾。北京邮电大学磺±学位论文第一章堵论缸止I。一¨一]xlo。Frequency(GHz)美国加州太学伯克利奇校对0—6GHz频段的频谱},pll率情I兄测量结果【I图1-2电视频段中的“频谱空洞”㈣∞砌∞帕∞一∈皿p)五E《茹：：：二：V北京邮电大学硕士学位论文第一章绪论如何迅速找出这些频谱空洞并进行有效利用呢?瑞典皇家学院JosephMitola博士提出了感知无线电

8、(CR)概念【4J。他把感知无线电设计为可以动态地增加网络和个人用户的可用频谱总数，从而为频谱分配提供一个可能的解决方案。CR是一个智能的频谱共享技术，它能够感知外界环境，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，动态地检测和有效地利用空闲频谱，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。理论上允许在时间、频率以及空间上进行多维的频谱复用，大大降低频谱和带宽限制对无线技术发展的束缚。感

9、知无线电可为公共安全、军事以及消费市场带来更新更好的服务【5】。军事及公共安全紧急情况是随机、难以预测的，但即使在极端的条件下它们也须具有互协同能力并得到保证的服务质量。CR通过感知环境并自适应调整参数保证无线用户的服务质量。对于消费市场而言，CR能为用户提供可靠的通信服务，还可以极大地提高频谱利用率增加更多的商业机会，从而增加网络运营商的收益。目前感知无线电的应用主要有【6J：(1)数字增强无线通