无线场景分析.docVIP

无线场景分析 摘要： 认知无线电系统首先要做的工作是无限场景分析，即对该地区无线信道环境进行感知或分析无线电传输环境，即认知无线电系统需要感知并分析该工作区域的频段，找出适合通信的“频谱空洞”，在不影响已有通信系统的前提下伺机工作。 关键词：认知无线电 干扰温度 频谱空间 Abstract: cognitive radio system first the work is infinite scene analysis, i.e., to the region, a radio channel environment perception or radio transmission environment analysis, namely the cognitive radio system needs to perceive and analysis of the working area band, and find out the suitable for communication spectrum hole, have no impact on the premise of communication system work awaits. Keywords: cognitive radio interference temperature spectrum space 干扰温度估计 在认知无线电中，原有授权用户的信号和噪声等系统称为干扰。以发射机为中心，与发射机有有一定距离的认知无线电的信号功率在设计中要求与该干扰功率相当，以降低被干扰的可能。但是由于新的不可预料的干扰源的出现会造成该干扰的提高，因而会引起信号覆盖范围的减小。因此需要能够实时完成对无线环境中干扰状况的检测。FCC频谱政策工作小组对于干扰给出了一个新的度量，叫做干扰温度。 干扰温度，等同于噪声温度，用来度量干扰功率和所占的带宽大小。 式中，为噪声温度；为带宽为，频点处干扰的平均功率；为玻耳兹曼常数。 干扰温度限，是描述在某频带和特定地理位置上满足接收者需求的最差场合的无线传输环境特征。认知用户对主用户的累积干扰只要不超过干扰温度限，就可以共享使用该频谱工作。 频谱空洞检测 认知无线电技术能够感知并分析特定区域的频段，找出适合通信的“频谱空洞”，利用某些特定的技术和处理，在不影响已有通信系统的前提下进行工作。将待查的频段分为3种不同的情况：黑空，存在高功率的干扰；灰空，存在低功率的干扰；白空：仅存在环境噪声量，包括热噪声、瞬时反射、脉冲噪声等。那么频谱检测的任务就是查找适合认知无线电业务的白空，同时对工作频段在黑空(或灰空)和白空之间的转变进行监测。 在认知无线电技术中，进行频谱检测即对所观察的频段进行干扰温度的估计。干扰温度可以看作是频段内的干扰功率谱密度，它的设定是用来量化和管理无线环境中的干扰问题。针对经过谱估计得到的干扰温度，可以给出干扰温度界限。通过干扰温度界限可以对观测的“频谱空洞”进行选择，超过界限的干扰或其他噪声都是不符合通信要求的频谱。 通常在接收端进行干扰温度的测量，并搜寻“频谱空洞”，将获得的信息通过系统预设的反馈信道传送至发送端，并据此进行发射功率控制处理和动态频谱管理；在发射端和接收端也可以采用自适应的波束成型技术，进一步补充的干扰控制。 在认知无线电感知无线环境的工作中，如何进行高效的无线频谱估计和分析是关键技术之一。频谱分析是一项相对比较成熟的数字信号处理技术，经过了多年的发展，形成了众多各具特色的算法和理论。在认知无线电技术中，可以利用这些已有的算法进行无线环境的观测。 认知无线电的核心思想就是使无线通信设备具有发现“频谱空洞”并合理利用所发现的“空洞”的能力。值得指出的是认知无线电技术不但引起了学术界的相当关注，工业界对如何将其应用于实际通信系统也产生了浓厚的兴趣。