工业网络中认知无线电频谱

Ⅰ 什么是认知无线电技术

认知无线电
认知无线电(Cognitive
Radio,CR)的概念起源于1999年Joseph
Mitolo博士的奠基性工作，其核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生。CR的学习能力是使它从概念走向实际应用的真正原因。有了足够的人工智能，它就可能通过吸取过去的经验来对实际的情况进行实时响应，过去的经验包括对死区、干扰和使用模式等的了解。这样，CR有可能赋予无线电设备根据频带可用性、位置和过去的经验来自主确定采用哪个频带的功能。随着许多CR相关研究的展开，对CR技术存在多种不同的认识。最典型的一类是围绕Mitola博士提出的基于机器学习和模式推理的认知循环模型来展开研究，他们强调软件定义无线电(Software
Defined
Radio，SDR)是CR实现的理想平台。
针对CR研究中存在的多种描述，美国FCC提出了CR的一个相当简化的版本。他们在FCC-03322中建议任何具有自适应频谱意识的无线电都应该被称为认知无线电CR。FCC更确切地把CR定义为基于与操作环境的交互能动态改变其发射机参数的无线电，其具有环境感知和传输参数自我修改的功能。CR是一种新型无线电，它能够在宽频带上可靠地感知频谱环境，探测合法的授权用户(主用户)的出现，能自适应地占用即时可用的本地频谱，同时在整个通信过程中不给主用户带来有害干扰。无线电环境中的无线信道和干扰是随时间变化的，这就暗示CR将具有较高的灵活性。目前，CR的应用大多是基于FCC的观点，因此也称CR为频谱捷变无线电、机会频谱接入无线电等。
当前，在频谱政策管理部门的带动下，一些标准化组织采用了CR技术，并先后制定了一系列标准以推动该技术在多种应用场景下的发展。例如，IEEE802.22工作组对基于CR的无线区域网络WRAN的空中接口标准正在制定中，目标是将分配给电视广播的VHF/UHF频带的空闲频道有效的利用起来；IEEE802.16工作组正在着手制定h版本标准，致力于改进如策略、MAC增强等机制以确保基于WiMAX的免授权系统之间、与授权系统之间的共存。此外，ITU也在努力寻找类似CR的频谱共享技术。目前，受CR的潜力及其在无线电领域公认的“下下一件大事情”的激励，国内不少院校和学者也已经开始了这方面的研究，如西安电子科技大学已经开展的2005年度“863”有关CR技术的研究。
认知无线电又被称为智能无线电，它以灵活、智能、可重配置为显着特征，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)，使其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异构网络环境有限的无线频谱资源进行高效地利用。认知无线电的核心思想就是通过频谱感知（Spectrum
Sensing）和系统的智能学习能力，实现动态频谱分配（DSA：dynamic
spectrum
allocation）和频谱共享（Spectrum
Sharing）。

Ⅱ 基于模型的认知无线电网络频谱分配算法仿真与实现 的毕业论文

【摘要】 本研究课题受到了国家自然科学基金《基于时域频谱利用概率分布曲线拟合的频谱检测研究》(编号:60772110),华为科技基金《基于授权用户频谱利用统计规律的认知MAC机制与算法研究》和北京邮电大学校级基金《认知无线电系统频谱检测与机会接入研究》的资助。随着飞速演进的无线通信不断朝着宽带化、无缝化、智能化的方向发展,我们不得不面对的瓶颈之一就是频谱资源的不足。目前特定通信业务固定分配专用频谱的方式,常常会出现频谱资源分配不均,甚至浪费的情形,这与当前广泛关注的频谱资源短缺问题相互矛盾。认知无线电(CR,Cognitive Radio)技术作为一种智能频谱共享技术可有效地缓解上述矛盾,它通过感知频域、时域和空域等频谱环境,自动搜寻并利用已授权频段的空闲频谱,实现不可再生频谱资源的再利用,为解决如何在有限频谱资源条件下提高频谱利用率这一无线通信难题开辟了一条新的途径。本文首先分析了课题的研究背景,简单说明了认知无线电的定义和功能,较细致地阐述了认知无线电的关键技术和典型应用;在接下来的第三、第四和第五章节中详细论述了本文完成的主要工作:本文主要就认知无线电频谱分配领域中所存在的问题做了较深入地研究,一是基于着色理论的频谱分配算法的研究,二是基于速率要求的频谱分配算法的研究,三是基于授权链路保护的频谱分配模型和算法的研究。在第三章中针对信道权值归一化问题研究了适用于实际网络的频谱分配算法。基于图着色原理给出了一种认知无线电的频谱分配模型,针对实际网络中信道存在吞吐量权值的情况,提出了加权分布式贪婪算法、加权分布式公平算法、加权分布式随机算法。经仿真验证,加权分布式贪婪算法、加权分布式公平算法和加权分布式随机算法分别获得了较高的吞吐量、公平性和复杂度性能。在第四章中研究了根据CR用户速率需求来进行频谱分配的优化算法。基于拥塞博弈给出了一种频谱分配模型,提出了一种基于传输速率要求的快速收敛的频谱分配算法。仿真分析证明,该算法能根据CR用户的传输速率要求最优化频谱分配,有较快的收敛速度。在第五章中研究了能够保护授权用户的频谱优化分配算法。基于博弈论提出了一种新型的频谱分配模型。仿真分析证明,基于该模型的迭代算法能在保护授权链路的前提下对CR链路进行最优化频谱分配;同时仿真给出了授权链路承受干扰和CR链路的信干噪比(SINR,Signal to Interference plus Noise Ratio)与比例因子的关系,为该模型应用于不同性能要求的认知无线电网络(CRN,Cognitive Radio Network)提供了参数。
——————————————————————————————————————————
世界上没有任何东西是完美的，文章也是一样，我不敢保证我们团写出来的文章一定会让你捧上奖杯，获得名次。但这里面承载的心血和汗水不比任何写作团来的少，因为责任就是肩膀上的大山。不是我们写不出华丽清晰的文章，而是不可预定的因素太多，轻易地给您承诺说我是最好的恰恰说明了我的不成熟和轻浮。我想我简单的介绍并不能让你感觉眼前一亮，但你细细的品读定会感觉我们团靠谱务实的作风。

Ⅲ 认知无线电技术

认知无线电 认知无线电(Cognitive Radio,CR)的概念起源于1999年Joseph Mitolo博士的奠基性工作，其核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生。CR的学习能力是使它从概念走向实际应用的真正原因。有了足够的人工智能，它就可能通过吸取过去的经验来对实际的情况进行实时响应，过去的经验包括对死区、干扰和使用模式等的了解。这样，CR有可能赋予无线电设备根据频带可用性、位置和过去的经验来自主确定采用哪个频带的功能。随着许多CR相关研究的展开，对CR技术存在多种不同的认识。最典型的一类是围绕Mitola博士提出的基于机器学习和模式推理的认知循环模型来展开研究，他们强调软件定义无线电(Software Defined Radio，SDR)是CR实现的理想平台。
针对CR研究中存在的多种描述，美国FCC提出了CR的一个相当简化的版本。他们在FCC-03322中建议任何具有自适应频谱意识的无线电都应该被称为认知无线电CR。FCC更确切地把CR定义为基于与操作环境的交互能动态改变其发射机参数的无线电，其具有环境感知和传输参数自我修改的功能。CR是一种新型无线电，它能够在宽频带上可靠地感知频谱环境，探测合法的授权用户(主用户)的出现，能自适应地占用即时可用的本地频谱，同时在整个通信过程中不给主用户带来有害干扰。无线电环境中的无线信道和干扰是随时间变化的，这就暗示CR将具有较高的灵活性。目前，CR的应用大多是基于FCC的观点，因此也称CR为频谱捷变无线电、机会频谱接入无线电等。
当前，在频谱政策管理部门的带动下，一些标准化组织采用了CR技术，并先后制定了一系列标准以推动该技术在多种应用场景下的发展。例如，IEEE802.22工作组对基于CR的无线区域网络WRAN的空中接口标准正在制定中，目标是将分配给电视广播的VHF/UHF频带的空闲频道有效的利用起来；IEEE802.16工作组正在着手制定h版本标准，致力于改进如策略、MAC增强等机制以确保基于WiMAX的免授权系统之间、与授权系统之间的共存。此外，ITU也在努力寻找类似CR的频谱共享技术。目前，受CR的潜力及其在无线电领域公认的“下下一件大事情”的激励，国内不少院校和学者也已经开始了这方面的研究，如西安电子科技大学已经开展的2005年度“863”有关CR技术的研究。
认知无线电又被称为智能无线电，它以灵活、智能、可重配置为显着特征，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)，使其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异构网络环境有限的无线频谱资源进行高效地利用。认知无线电的核心思想就是通过频谱感知（Spectrum Sensing）和系统的智能学习能力，实现动态频谱分配（DSA：dynamic spectrum allocation）和频谱共享（Spectrum Sharing）。

Ⅳ 什么是认知无线电技术

认知无线电 认知无线电(Cognitive Radio,CR)的概念起源于1999年Joseph Mitolo博士的奠基性工作，其核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生。CR的学习能力是使它从概念走向实际应用的真正原因。有了足够的人工智能，它就可能通过吸取过去的经验来对实际的情况进行实时响应，过去的经验包括对死区、干扰和使用模式等的了解。这样，CR有可能赋予无线电设备根据频带可用性、位置和过去的经验来自主确定采用哪个频带的功能。随着许多CR相关研究的展开，对CR技术存在多种不同的认识。最典型的一类是围绕Mitola博士提出的基于机器学习和模式推理的认知循环模型来展开研究，他们强调软件定义无线电(Software Defined Radio，SDR)是CR实现的理想平台。
针对CR研究中存在的多种描述，美国FCC提出了CR的一个相当简化的版本。他们在FCC-03322中建议任何具有自适应频谱意识的无线电都应该被称为认知无线电CR。FCC更确切地把CR定义为基于与操作环境的交互能动态改变其发射机参数的无线电，其具有环境感知和传输参数自我修改的功能。CR是一种新型无线电，它能够在宽频带上可靠地感知频谱环境，探测合法的授权用户(主用户)的出现，能自适应地占用即时可用的本地频谱，同时在整个通信过程中不给主用户带来有害干扰。无线电环境中的无线信道和干扰是随时间变化的，这就暗示CR将具有较高的灵活性。目前，CR的应用大多是基于FCC的观点，因此也称CR为频谱捷变无线电、机会频谱接入无线电等。
当前，在频谱政策管理部门的带动下，一些标准化组织采用了CR技术，并先后制定了一系列标准以推动该技术在多种应用场景下的发展。例如，IEEE802.22工作组对基于CR的无线区域网络WRAN的空中接口标准正在制定中，目标是将分配给电视广播的VHF/UHF频带的空闲频道有效的利用起来；IEEE802.16工作组正在着手制定h版本标准，致力于改进如策略、MAC增强等机制以确保基于WiMAX的免授权系统之间、与授权系统之间的共存。此外，ITU也在努力寻找类似CR的频谱共享技术。目前，受CR的潜力及其在无线电领域公认的“下下一件大事情”的激励，国内不少院校和学者也已经开始了这方面的研究，如西安电子科技大学已经开展的2005年度“863”有关CR技术的研究。
认知无线电又被称为智能无线电，它以灵活、智能、可重配置为显着特征，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)，使其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异构网络环境有限的无线频谱资源进行高效地利用。认知无线电的核心思想就是通过频谱感知（Spectrum Sensing）和系统的智能学习能力，实现动态频谱分配（DSA：dynamic spectrum allocation）和频谱共享（Spectrum Sharing）。

Ⅳ 认知无线电的应用

UWB技术产生于20世纪60年代，当时主要应用于脉冲雷达（ImpulseRadar），美国军方利用其进行安全通信中的精确定位和成像。至20世纪90年代之前，UWB主要应用于军事领域，之后UWB技术开始应用于民用领域。UWB由于具有传输速率高、系统容量大、抵抗多径能力强、功耗低、成本低等优点，被认为是下一代无线通信的革命性技术，而且是未来多媒体宽带无线通信中最具潜力的技术。
认知无线电采用频谱感知技术，能够感知周围频谱环境的特性，通过动态频谱感知来探测“频谱空洞”，合理地、机会性地利用临时可用的频段，潜在地提高频谱的利用率。与此同时，认知无线电技术还支持根据感知结果动态地、自适应地改变系统的传输参数，以保证高优先级的授权主用户对频段的优先使用，改善频谱共享，与其他系统更好地共存。 无线Mesh网络是近几年出现的具有一种无线多跳（Multi-hop）的网络结构。在Mesh网络中，每个节点可以和一个或者多个对等节点直接通信；同时也能模拟路由器的功能，从邻近节点接收消息并进行中继转发。这样，Mesh网络通过邻近节点之间的低功率传输取代了远距离节点间的大功率传输，实现了低成本的随时随地接入。网络中所有节点之间是相互协作的，如果Mesh网络中的一条链路失效了，网络可以通过替代链路将信息路由到目的地，优化了频谱的使用。
认知无线电和无线Mesh网络结合，正是在增大网络密度和提高服务吞吐量的发展趋势下提出来的，适用于可能有严重的线路争用情况的人口稠密城市的无线宽带接入。认知Mesh网络通过中继方式可以有效地扩展网络覆盖范围，当一个无线Mesh网的骨干网络是由认知接入点和固定中继点组成时，无线Mesh网的覆盖范围能够大大增加。尤其是在受限于视距传输的微波频段，认知Mesh网络将有利于在微波频段实现频谱的开放接入。 一般的多跳Ad-hoc网络在发送数据包时会预先确定通信路由。认知无线电技术能够实时地收集信息并且自动选择波形，并向各方通知尚未使用的频率信息，适用于具有不可提前预测的频谱使用模式的应用场景。因此，当认知无线电技术应用于低功耗多跳Ad-hoc网络，能够满足分布式认知用户之间的通信需求。
由于认知无线电系统可根据周围环境的变化动态地进行频率的选择，而频率的改变通常需要路由协议等进行相应调整，因此，基于认知无线电技术的Ad-hoc网络需要新的支持分布式频率共享的MAC协议和路由协议。

Ⅵ 无线电频率是什么

无线电频率是电磁频谱的一部分。

大多数人都熟悉AM和FM无线电，但无线电只是其中一些无线设备使用无线电频率进行操作。无线电频率的一个不太为人所知的用途是作为天文学中的视觉工具。外层空间的物体经常发射除了可见光以外的大量能量，如x射线和无线电波。

无线电频率的特点

1、非耗竭性

无线电频谱资源又不同于矿产、森林等资源，它是可以被人类利用，但不会被消耗掉，不使用它是一种浪费，使用不当更是一种浪费，甚至由于使用不当产生干扰而造成危害。

2、复用性

虽然无线电频谱具有排他性，但在一定的时间、地区、频域和编码条件下，无线电频率是可以重复使用和利用的，即不同无线电业务和设备可以频率复用和共用。

以上内容参考：网络-无线电频率

Ⅶ 认知无线电频谱分配技术主要研究的是哪一层

应该是数据链路层的MAC子层上的，物理层它是直接面向实际承担数据传输的物理媒体，不负责频谱分配这一块儿...

Ⅷ 在认知无线电频谱分配中，主次用户是不是指基站呢还有效益具体是指什么

这个不是你想象的样子，无线电频谱对于国家来讲是重要的战略资源，其频段具有严格划分，那个频段分配给广播电视，那个频段分配给民航，那个频段给军事。那个频段分配给业余电台，和业余遥控玩具。你查阅一下是可以找到的。
至于基站是某个频率应用的设备，和个人家电视天线是相同概念的东西。

Ⅸ 无线电频率是什么

通常无线电波所指的是从极低频10KHz到极超高频30GHz（Giga Hertz），因为超出这个范围以外的无线电频谱，其特性便有很大不同了。例如光线、X射线等。在上述10KHz到30GHz，通常划分成七个区域，参看下表，其中高频3～30MHz就是我们所讨论的短波。
无线电波是频率介于3赫兹和约300G赫之间的电磁波，也作射频电波，或简称射频、射电。无线电技术将声音讯号或其他信号经过转换，利用无线电波传播。射频技术也用在核磁共振上；射频线圈是其研究课题之一。
在这个频率范围内的电磁波，被称为无线电波，在现代技术中被广泛使用，特别是在电信领域。为防止不同用户之间的干扰，无线电波的产生和传输受国际法律的严格管制，由国际电信联盟（ITU）协调。
国际电联为不同的无线电传输技术和应用分配了无线电频谱的不同部分；国际电联“无线电规则”（RR）定义了约40项无线电通信业务。在某些情况下，部分无线电频谱被出售或授权给私人无线电传输业务的运营商（例如蜂窝电话运营商或广播电视台）。分配频率的范围通常通过其提供的使用来提及（例如，蜂窝频谱或电视频谱）。由于是用户数量不断增加的固定资源，近几十年来无线频谱已经越来越拥挤，需要更加有效地利用它，推动现代电信的创新，如扩频（超宽带）传输，频率复用，动态频谱管理，频率汇集和认知无线电。

Ⅹ 认知无线电中频谱分配与频谱接入有何区别与联系

个人感觉其实一样，一个是allcattion，一个是access，都是DSA。一定要说区别的话，allcoation是把一大段频谱分给不同的系统，access是在分配好的频谱中如何共享。可以参考1900.4中的两种不同场景的描述。
不过实际使用时一般会比较模糊。