工業網路中認知無線電頻譜

Ⅰ 什麼是認知無線電技術

認知無線電
認知無線電(Cognitive
Radio,CR)的概念起源於1999年Joseph
Mitolo博士的奠基性工作，其核心思想是CR具有學習能力，能與周圍環境交互信息，以感知和利用在該空間的可用頻譜，並限制和降低沖突的發生。CR的學習能力是使它從概念走向實際應用的真正原因。有了足夠的人工智慧，它就可能通過吸取過去的經驗來對實際的情況進行實時響應，過去的經驗包括對死區、干擾和使用模式等的了解。這樣，CR有可能賦予無線電設備根據頻帶可用性、位置和過去的經驗來自主確定採用哪個頻帶的功能。隨著許多CR相關研究的展開，對CR技術存在多種不同的認識。最典型的一類是圍繞Mitola博士提出的基於機器學習和模式推理的認知循環模型來展開研究，他們強調軟體定義無線電(Software
Defined
Radio，SDR)是CR實現的理想平台。
針對CR研究中存在的多種描述，美國FCC提出了CR的一個相當簡化的版本。他們在FCC-03322中建議任何具有自適應頻譜意識的無線電都應該被稱為認知無線電CR。FCC更確切地把CR定義為基於與操作環境的交互能動態改變其發射機參數的無線電，其具有環境感知和傳輸參數自我修改的功能。CR是一種新型無線電，它能夠在寬頻帶上可靠地感知頻譜環境，探測合法的授權用戶(主用戶)的出現，能自適應地佔用即時可用的本地頻譜，同時在整個通信過程中不給主用戶帶來有害干擾。無線電環境中的無線信道和干擾是隨時間變化的，這就暗示CR將具有較高的靈活性。目前，CR的應用大多是基於FCC的觀點，因此也稱CR為頻譜捷變無線電、機會頻譜接入無線電等。
當前，在頻譜政策管理部門的帶動下，一些標准化組織採用了CR技術，並先後制定了一系列標准以推動該技術在多種應用場景下的發展。例如，IEEE802.22工作組對基於CR的無線區域網路WRAN的空中介面標准正在制定中，目標是將分配給電視廣播的VHF/UHF頻帶的空閑頻道有效的利用起來；IEEE802.16工作組正在著手制定h版本標准，致力於改進如策略、MAC增強等機制以確保基於WiMAX的免授權系統之間、與授權系統之間的共存。此外，ITU也在努力尋找類似CR的頻譜共享技術。目前，受CR的潛力及其在無線電領域公認的「下下一件大事情」的激勵，國內不少院校和學者也已經開始了這方面的研究，如西安電子科技大學已經開展的2005年度「863」有關CR技術的研究。
認知無線電又被稱為智能無線電，它以靈活、智能、可重配置為顯著特徵，通過感知外界環境，並使用人工智慧技術從環境中學習，有目的地實時改變某些操作參數(比如傳輸功率、載波頻率和調制技術等)，使其內部狀態適應接收到的無線信號的統計變化，從而實現任何時間、任何地點的高可靠通信以及對異構網路環境有限的無線頻譜資源進行高效地利用。認知無線電的核心思想就是通過頻譜感知（Spectrum
Sensing）和系統的智能學習能力，實現動態頻譜分配（DSA：dynamic
spectrum
allocation）和頻譜共享（Spectrum
Sharing）。

Ⅱ 基於模型的認知無線電網路頻譜分配演算法模擬與實現 的畢業論文

【摘要】 本研究課題受到了國家自然科學基金《基於時域頻譜利用概率分布曲線擬合的頻譜檢測研究》(編號:60772110),華為科技基金《基於授權用戶頻譜利用統計規律的認知MAC機制與演算法研究》和北京郵電大學校級基金《認知無線電系統頻譜檢測與機會接入研究》的資助。隨著飛速演進的無線通信不斷朝著寬頻化、無縫化、智能化的方向發展,我們不得不面對的瓶頸之一就是頻譜資源的不足。目前特定通信業務固定分配專用頻譜的方式,常常會出現頻譜資源分配不均,甚至浪費的情形,這與當前廣泛關注的頻譜資源短缺問題相互矛盾。認知無線電(CR,Cognitive Radio)技術作為一種智能頻譜共享技術可有效地緩解上述矛盾,它通過感知頻域、時域和空域等頻譜環境,自動搜尋並利用已授權頻段的空閑頻譜,實現不可再生頻譜資源的再利用,為解決如何在有限頻譜資源條件下提高頻譜利用率這一無線通信難題開辟了一條新的途徑。本文首先分析了課題的研究背景,簡單說明了認知無線電的定義和功能,較細致地闡述了認知無線電的關鍵技術和典型應用;在接下來的第三、第四和第五章節中詳細論述了本文完成的主要工作:本文主要就認知無線電頻譜分配領域中所存在的問題做了較深入地研究,一是基於著色理論的頻譜分配演算法的研究,二是基於速率要求的頻譜分配演算法的研究,三是基於授權鏈路保護的頻譜分配模型和演算法的研究。在第三章中針對信道權值歸一化問題研究了適用於實際網路的頻譜分配演算法。基於圖著色原理給出了一種認知無線電的頻譜分配模型,針對實際網路中信道存在吞吐量權值的情況,提出了加權分布式貪婪演算法、加權分布式公平演算法、加權分布式隨機演算法。經模擬驗證,加權分布式貪婪演算法、加權分布式公平演算法和加權分布式隨機演算法分別獲得了較高的吞吐量、公平性和復雜度性能。在第四章中研究了根據CR用戶速率需求來進行頻譜分配的優化演算法。基於擁塞博弈給出了一種頻譜分配模型,提出了一種基於傳輸速率要求的快速收斂的頻譜分配演算法。模擬分析證明,該演算法能根據CR用戶的傳輸速率要求最優化頻譜分配,有較快的收斂速度。在第五章中研究了能夠保護授權用戶的頻譜優化分配演算法。基於博弈論提出了一種新型的頻譜分配模型。模擬分析證明,基於該模型的迭代演算法能在保護授權鏈路的前提下對CR鏈路進行最優化頻譜分配;同時模擬給出了授權鏈路承受干擾和CR鏈路的信干噪比(SINR,Signal to Interference plus Noise Ratio)與比例因子的關系,為該模型應用於不同性能要求的認知無線電網路(CRN,Cognitive Radio Network)提供了參數。
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世界上沒有任何東西是完美的，文章也是一樣，我不敢保證我們團寫出來的文章一定會讓你捧上獎杯，獲得名次。但這裡面承載的心血和汗水不比任何寫作團來的少，因為責任就是肩膀上的大山。不是我們寫不出華麗清晰的文章，而是不可預定的因素太多，輕易地給您承諾說我是最好的恰恰說明了我的不成熟和輕浮。我想我簡單的介紹並不能讓你感覺眼前一亮，但你細細的品讀定會感覺我們團靠譜務實的作風。

Ⅲ 認知無線電技術

認知無線電 認知無線電(Cognitive Radio,CR)的概念起源於1999年Joseph Mitolo博士的奠基性工作，其核心思想是CR具有學習能力，能與周圍環境交互信息，以感知和利用在該空間的可用頻譜，並限制和降低沖突的發生。CR的學習能力是使它從概念走向實際應用的真正原因。有了足夠的人工智慧，它就可能通過吸取過去的經驗來對實際的情況進行實時響應，過去的經驗包括對死區、干擾和使用模式等的了解。這樣，CR有可能賦予無線電設備根據頻帶可用性、位置和過去的經驗來自主確定採用哪個頻帶的功能。隨著許多CR相關研究的展開，對CR技術存在多種不同的認識。最典型的一類是圍繞Mitola博士提出的基於機器學習和模式推理的認知循環模型來展開研究，他們強調軟體定義無線電(Software Defined Radio，SDR)是CR實現的理想平台。
針對CR研究中存在的多種描述，美國FCC提出了CR的一個相當簡化的版本。他們在FCC-03322中建議任何具有自適應頻譜意識的無線電都應該被稱為認知無線電CR。FCC更確切地把CR定義為基於與操作環境的交互能動態改變其發射機參數的無線電，其具有環境感知和傳輸參數自我修改的功能。CR是一種新型無線電，它能夠在寬頻帶上可靠地感知頻譜環境，探測合法的授權用戶(主用戶)的出現，能自適應地佔用即時可用的本地頻譜，同時在整個通信過程中不給主用戶帶來有害干擾。無線電環境中的無線信道和干擾是隨時間變化的，這就暗示CR將具有較高的靈活性。目前，CR的應用大多是基於FCC的觀點，因此也稱CR為頻譜捷變無線電、機會頻譜接入無線電等。
當前，在頻譜政策管理部門的帶動下，一些標准化組織採用了CR技術，並先後制定了一系列標准以推動該技術在多種應用場景下的發展。例如，IEEE802.22工作組對基於CR的無線區域網路WRAN的空中介面標准正在制定中，目標是將分配給電視廣播的VHF/UHF頻帶的空閑頻道有效的利用起來；IEEE802.16工作組正在著手制定h版本標准，致力於改進如策略、MAC增強等機制以確保基於WiMAX的免授權系統之間、與授權系統之間的共存。此外，ITU也在努力尋找類似CR的頻譜共享技術。目前，受CR的潛力及其在無線電領域公認的「下下一件大事情」的激勵，國內不少院校和學者也已經開始了這方面的研究，如西安電子科技大學已經開展的2005年度「863」有關CR技術的研究。
認知無線電又被稱為智能無線電，它以靈活、智能、可重配置為顯著特徵，通過感知外界環境，並使用人工智慧技術從環境中學習，有目的地實時改變某些操作參數(比如傳輸功率、載波頻率和調制技術等)，使其內部狀態適應接收到的無線信號的統計變化，從而實現任何時間、任何地點的高可靠通信以及對異構網路環境有限的無線頻譜資源進行高效地利用。認知無線電的核心思想就是通過頻譜感知（Spectrum Sensing）和系統的智能學習能力，實現動態頻譜分配（DSA：dynamic spectrum allocation）和頻譜共享（Spectrum Sharing）。

Ⅳ 什麼是認知無線電技術

認知無線電 認知無線電(Cognitive Radio,CR)的概念起源於1999年Joseph Mitolo博士的奠基性工作，其核心思想是CR具有學習能力，能與周圍環境交互信息，以感知和利用在該空間的可用頻譜，並限制和降低沖突的發生。CR的學習能力是使它從概念走向實際應用的真正原因。有了足夠的人工智慧，它就可能通過吸取過去的經驗來對實際的情況進行實時響應，過去的經驗包括對死區、干擾和使用模式等的了解。這樣，CR有可能賦予無線電設備根據頻帶可用性、位置和過去的經驗來自主確定採用哪個頻帶的功能。隨著許多CR相關研究的展開，對CR技術存在多種不同的認識。最典型的一類是圍繞Mitola博士提出的基於機器學習和模式推理的認知循環模型來展開研究，他們強調軟體定義無線電(Software Defined Radio，SDR)是CR實現的理想平台。
針對CR研究中存在的多種描述，美國FCC提出了CR的一個相當簡化的版本。他們在FCC-03322中建議任何具有自適應頻譜意識的無線電都應該被稱為認知無線電CR。FCC更確切地把CR定義為基於與操作環境的交互能動態改變其發射機參數的無線電，其具有環境感知和傳輸參數自我修改的功能。CR是一種新型無線電，它能夠在寬頻帶上可靠地感知頻譜環境，探測合法的授權用戶(主用戶)的出現，能自適應地佔用即時可用的本地頻譜，同時在整個通信過程中不給主用戶帶來有害干擾。無線電環境中的無線信道和干擾是隨時間變化的，這就暗示CR將具有較高的靈活性。目前，CR的應用大多是基於FCC的觀點，因此也稱CR為頻譜捷變無線電、機會頻譜接入無線電等。
當前，在頻譜政策管理部門的帶動下，一些標准化組織採用了CR技術，並先後制定了一系列標准以推動該技術在多種應用場景下的發展。例如，IEEE802.22工作組對基於CR的無線區域網路WRAN的空中介面標准正在制定中，目標是將分配給電視廣播的VHF/UHF頻帶的空閑頻道有效的利用起來；IEEE802.16工作組正在著手制定h版本標准，致力於改進如策略、MAC增強等機制以確保基於WiMAX的免授權系統之間、與授權系統之間的共存。此外，ITU也在努力尋找類似CR的頻譜共享技術。目前，受CR的潛力及其在無線電領域公認的「下下一件大事情」的激勵，國內不少院校和學者也已經開始了這方面的研究，如西安電子科技大學已經開展的2005年度「863」有關CR技術的研究。
認知無線電又被稱為智能無線電，它以靈活、智能、可重配置為顯著特徵，通過感知外界環境，並使用人工智慧技術從環境中學習，有目的地實時改變某些操作參數(比如傳輸功率、載波頻率和調制技術等)，使其內部狀態適應接收到的無線信號的統計變化，從而實現任何時間、任何地點的高可靠通信以及對異構網路環境有限的無線頻譜資源進行高效地利用。認知無線電的核心思想就是通過頻譜感知（Spectrum Sensing）和系統的智能學習能力，實現動態頻譜分配（DSA：dynamic spectrum allocation）和頻譜共享（Spectrum Sharing）。

Ⅳ 認知無線電的應用

UWB技術產生於20世紀60年代，當時主要應用於脈沖雷達（ImpulseRadar），美國軍方利用其進行安全通信中的精確定位和成像。至20世紀90年代之前，UWB主要應用於軍事領域，之後UWB技術開始應用於民用領域。UWB由於具有傳輸速率高、系統容量大、抵抗多徑能力強、功耗低、成本低等優點，被認為是下一代無線通信的革命性技術，而且是未來多媒體寬頻無線通信中最具潛力的技術。
認知無線電採用頻譜感知技術，能夠感知周圍頻譜環境的特性，通過動態頻譜感知來探測「頻譜空洞」，合理地、機會性地利用臨時可用的頻段，潛在地提高頻譜的利用率。與此同時，認知無線電技術還支持根據感知結果動態地、自適應地改變系統的傳輸參數，以保證高優先順序的授權主用戶對頻段的優先使用，改善頻譜共享，與其他系統更好地共存。 無線Mesh網路是近幾年出現的具有一種無線多跳（Multi-hop）的網路結構。在Mesh網路中，每個節點可以和一個或者多個對等節點直接通信；同時也能模擬路由器的功能，從鄰近節點接收消息並進行中繼轉發。這樣，Mesh網路通過鄰近節點之間的低功率傳輸取代了遠距離節點間的大功率傳輸，實現了低成本的隨時隨地接入。網路中所有節點之間是相互協作的，如果Mesh網路中的一條鏈路失效了，網路可以通過替代鏈路將信息路由到目的地，優化了頻譜的使用。
認知無線電和無線Mesh網路結合，正是在增大網路密度和提高服務吞吐量的發展趨勢下提出來的，適用於可能有嚴重的線路爭用情況的人口稠密城市的無線寬頻接入。認知Mesh網路通過中繼方式可以有效地擴展網路覆蓋范圍，當一個無線Mesh網的骨幹網路是由認知接入點和固定中繼點組成時，無線Mesh網的覆蓋范圍能夠大大增加。尤其是在受限於視距傳輸的微波頻段，認知Mesh網路將有利於在微波頻段實現頻譜的開放接入。 一般的多跳Ad-hoc網路在發送數據包時會預先確定通信路由。認知無線電技術能夠實時地收集信息並且自動選擇波形，並向各方通知尚未使用的頻率信息，適用於具有不可提前預測的頻譜使用模式的應用場景。因此，當認知無線電技術應用於低功耗多跳Ad-hoc網路，能夠滿足分布式認知用戶之間的通信需求。
由於認知無線電系統可根據周圍環境的變化動態地進行頻率的選擇，而頻率的改變通常需要路由協議等進行相應調整，因此，基於認知無線電技術的Ad-hoc網路需要新的支持分布式頻率共享的MAC協議和路由協議。

Ⅵ 無線電頻率是什麼

無線電頻率是電磁頻譜的一部分。

大多數人都熟悉AM和FM無線電，但無線電只是其中一些無線設備使用無線電頻率進行操作。無線電頻率的一個不太為人所知的用途是作為天文學中的視覺工具。外層空間的物體經常發射除了可見光以外的大量能量，如x射線和無線電波。

無線電頻率的特點

1、非耗竭性

無線電頻譜資源又不同於礦產、森林等資源，它是可以被人類利用，但不會被消耗掉，不使用它是一種浪費，使用不當更是一種浪費，甚至由於使用不當產生干擾而造成危害。

2、復用性

雖然無線電頻譜具有排他性，但在一定的時間、地區、頻域和編碼條件下，無線電頻率是可以重復使用和利用的，即不同無線電業務和設備可以頻率復用和共用。

以上內容參考：網路-無線電頻率

Ⅶ 認知無線電頻譜分配技術主要研究的是哪一層

應該是數據鏈路層的MAC子層上的，物理層它是直接面向實際承擔數據傳輸的物理媒體，不負責頻譜分配這一塊兒...

Ⅷ 在認知無線電頻譜分配中，主次用戶是不是指基站呢還有效益具體是指什麼

這個不是你想像的樣子，無線電頻譜對於國家來講是重要的戰略資源，其頻段具有嚴格劃分，那個頻段分配給廣播電視，那個頻段分配給民航，那個頻段給軍事。那個頻段分配給業余電台，和業余遙控玩具。你查閱一下是可以找到的。
至於基站是某個頻率應用的設備，和個人家電視天線是相同概念的東西。

Ⅸ 無線電頻率是什麼

通常無線電波所指的是從極低頻10KHz到極超高頻30GHz（Giga Hertz），因為超出這個范圍以外的無線電頻譜，其特性便有很大不同了。例如光線、X射線等。在上述10KHz到30GHz，通常劃分成七個區域，參看下錶，其中高頻3～30MHz就是我們所討論的短波。
無線電波是頻率介於3赫茲和約300G赫之間的電磁波，也作射頻電波，或簡稱射頻、射電。無線電技術將聲音訊號或其他信號經過轉換，利用無線電波傳播。射頻技術也用在核磁共振上；射頻線圈是其研究課題之一。
在這個頻率范圍內的電磁波，被稱為無線電波，在現代技術中被廣泛使用，特別是在電信領域。為防止不同用戶之間的干擾，無線電波的產生和傳輸受國際法律的嚴格管制，由國際電信聯盟（ITU）協調。
國際電聯為不同的無線電傳輸技術和應用分配了無線電頻譜的不同部分；國際電聯「無線電規則」（RR）定義了約40項無線電通信業務。在某些情況下，部分無線電頻譜被出售或授權給私人無線電傳輸業務的運營商（例如蜂窩電話運營商或廣播電視台）。分配頻率的范圍通常通過其提供的使用來提及（例如，蜂窩頻譜或電視頻譜）。由於是用戶數量不斷增加的固定資源，近幾十年來無線頻譜已經越來越擁擠，需要更加有效地利用它，推動現代電信的創新，如擴頻（超寬頻）傳輸，頻率復用，動態頻譜管理，頻率匯集和認知無線電。

Ⅹ 認知無線電中頻譜分配與頻譜接入有何區別與聯系

個人感覺其實一樣，一個是allcattion，一個是access，都是DSA。一定要說區別的話，allcoation是把一大段頻譜分給不同的系統，access是在分配好的頻譜中如何共享。可以參考1900.4中的兩種不同場景的描述。
不過實際使用時一般會比較模糊。