HSDPA 2010 2015 HSUPA LTE 1xEV-DO AIE/UMB 1xEV-DV
时间
IMT-Advanced 4G
移 动 性 增 强
1G
AMPS TACS
2G
3G 3G+
WCDMA cdma2000 TD-SCDMA
E3G
BWA
802.16m
802.16/WiMAX
802.11/WiFi
2010全国无线电监测技术研讨会
（1）频谱感知
循环平稳特征检测：利用调制信号的循环平稳特性
来进行检测。 优点：有较高的信号辨识能力 缺点：只是对傅立叶频谱的补充，计算量很大，约为 DFT的两倍。
授权用户接收端检测
• 协作检测－多个感知用户相互合作而执行的检测
2010全国无线电监测技术研讨会

频谱移动性管理－当认知系统的工作频谱信道质量变 差或者用户位置移动时都有可能导致频谱切换。

无线电用户在当前信道性能下降或者授权用户出现的时候改变 工作信道时的切换问题. 在频谱切换时，不同层的协议应该很快的适应新的工作频段的 参数，尽量保持业务的连续性。
2010全国无线电监测技术研讨会
（3）接入和退让机制
2010全国无线电监测技术研讨会
背景
• 1999年Joseph Mitola 提出了
认知无线电CR（Cognitive Radio）技术
• 核心：频谱准入政策允许授权频段在闲置 时被其他业务用户接入——动态频谱分配 政策
2010全国无线电监测技术研讨会
背景
• 频率分配政策的发展
建国初期 自由使用
“数字红利”被全球运营商视为“黄金频段”。
2010全国无线电监测技术研讨会
背景
•470MHz~806MHz模拟/数字电视广播频段使用情况 北京某热点地区实际频道占用情况
频谱图
瀑布图
占用度
2010全国无线电监测技术研讨会
背景
北京某郊区实际频道占用情况
频谱图
瀑布图
占用度
2010全国无线电监测技术研讨会
“Cognitive radio system (CRS) is a radio system
employing technology that allows the system to obtain knowledge of its operational and geographical environment, established policies and its internal state; to dynamically and autonomously adjust its operational parameters and protocols according to its obtained knowledge in order to achieve predefined objectives; and to learn from the results obtained.”
2010全国无线电监测技术研讨会
国内研究进展
• 我国实行积极稳健的频谱管理政策，积极寻求解决 目前频谱资源稀缺的问题；又要有序支持目前无线 电行业发展 • 从科学研究出发，国家自然基金委、科技部863、 973计划、国家重大与项都设立了一系列认知基础 理论不关键技术研究项目群，旨在提高频谱利用效 率，为频谱管理政策提供理论参考依据 • 国内CCSA标准化机构也积极组织认知技术标准化 工作
ITU-R M.[IMT.CRS] – Cognitive radio systems specific for IMT systems (DNR)

http://ieee80பைடு நூலகம்.org/22/
……
2010全国无线电监测技术研讨会
国外业界研究情况
• 美国研究情况

美国联邦通信委员会(FCC)2002年发布频谱政策特别工 作组(SPTF)报告，设定了认知无线电工作组，标志着 认知无线电技术正式起步。 美国军方DARPA的XG项目将研制以认知无线电为核心 的系统方法和关键技术，以实现动态频谱接入和共享。
2010全国无线电监测技术研讨会
SRMC参与情况－CCSA
• 2008年12月，CCSA在TC5 WG8第27次会议上 确定了WRC12 1.19议题的研究立项，并计划于 2010年12月完成两份子报告


《WRC12 1.19议题研究报告》－ 关注ITU-R WP1B、5A 等工作组及其他区域性组织关于该议题的研究进展和 主要观点等，最后对我国管理机构给出相应的建议。 《认知无线电关键技术和频谱相关问题研究报告》 认知无线电技术分析 研究进展综述 认知无线电对频谱管理政策影响的分析和建议
2010全国无线电监测技术研讨会
实现CR需解决的问题
• • • • 频谱感知 动态频谱管理 接入及退让机制 ……
2010全国无线电监测技术研讨会
（1）频谱感知
• 功能：识别频谱空洞、检测授权用户出现（无线 电监测）
• 单节点检测 授权用户发射端检测
能量检测：先设置一个门限，然后将设置的能量计算值与设置 的门限相比较，超过判决门限，就认为该频段内有授权用户的 存在。 优点：不需要知道信号的先验知识 缺点：判决门限比较难确定，局限性大，只能计算信号的能量， 不能分区出调制信号、噪声和干扰。 匹配滤波器检测：当认知无线电获悉了第一用户的信号后，此 时对信号进行探测的最佳探测器就是匹配滤波器。 优点：在段时间内获得高处理增益。 缺点：必须知道被检测用户的先验知识。
六七十年代 分配使用
目前 监测使用
将来 动态使用
EMC技术 无线电监测技术 认知无线电技术
2010全国无线电监测技术研讨会
目录
• • • • • • 前言 基本概念 实现CR需解决的问题 国外业界研究情况 国内研究进展 应用前景及带来的挑战
2010全国无线电监测技术研讨会
基本概念
• 认知无线电系统定义（ITU-R SM.2152报告书）
WLAN
物联网
感知网 RFID
数据速率和带宽需求不断增加
……
2010全国无线电监测技术研讨会
背景
• 移动通信业界关注的重点频段－－“数字红利频 段”

数字红利频段（Digital Dividend Band）：模拟电视转 换成数字电视后所空出的470-862MHz频段。

较低频段可实现更佳的覆盖和楼内穿透性，因此，
Standards Institute, ETSI )于2008年1月成立可重配置 无线电系统(Reconfigurable Radio Systems, RRS)委 员会(Technical Committee)

目前处于技术研究阶段。
2010全国无线电监测技术研讨会
目录
• • • • • • 前言 基本概念 实现CR需解决的问题 国外业界研究情况 国内研究进展 应用前景及带来的挑战
无线蜂窝移动通信系统：825-835MHz和870960MHz频段，其余主要分配给对讲机业务和 电视广播业务。 无法支持IMT-Advanced系统的高速率的移动 业务需求。
2010全国无线电监测技术研讨会
背景
• 现代频谱需求
移动通信宽带化
1985 1995 2000 2005 GSM cdmaOne
2009年3月19日起，允许非授权设备使用TV White Space进行宽带数据通信。 目前CR的实际部署依然较少，且较多依赖于台站数据 库的先验信息。
2010全国无线电监测技术研讨会



国外业界研究情况
• 欧洲研究情况

欧洲电信标准协会(European Telecommunications
背景
•各类地区按时间占用比率计算的频段占用度情况
2010全国无线电监测技术研讨会
背景
• 我国的频谱分配政策

固定频谱管理方式：即国家将频谱资源分配给不同的 无线电部门和相应的无线接入技术。 优点：有利于网络规划、运营、维护、管理，并且能 够避免系统间的干扰 缺点：频谱资源的利用呈现出高度的不均衡性。那些利 用率较低的频谱资源存在着动态、大小不一、零散等 特征
（2）动态频谱管理
• 功能：为认知无线电网络用户(也可包括授权用户 网络)提供公平有效的频谱共享

频谱判决－根据频谱空洞和业务需求，为当前的传输 选择合适的工作频段和自适应调整传输参数。

对所有可用频谱空洞的干扰情况进行分析
进而分析不同频谱空洞的路径传播损耗，链路错误，链路延迟 等信道质量参数 根据授权用户的业务类型估计授权用户对频带的占用时间和规 律。 根据分析结果和当前应用的QoS需求选择出最合适的频谱空洞 和传输参数，从而满足不同的业务需求，并充分利用频谱资源。
低频段绕射能力强，传播特性好，传输距离远，
但设备器件尤其是天线尺寸较大
高频段以视距传输为主要传播方式，同等传播
条件下相对低频段路径损耗更大，天线等设备 尺寸较小。 ——各业务各有其“黄金频段”
2010全国无线电监测技术研讨会
背景
• 1GHz以下频率划分现状
目前我国1GHz以下已经分配殆尽
2010全国无线电监测技术研讨会
认知无线电技术
李景春 2010年10月
目录
• • • • • • 背景 基本概念 实现CR需解决的问题 国外业界研究情况 国内研究进展 应用前景及带来的挑战
2010全国无线电监测技术研讨会
背景
• 我国频率划分图
2010全国无线电监测技术研讨会
背景
• 无线电波传输特性
• 无线电信号的四域特性：时、空、频、码 ，认知无线电同时从四 域感知频谱空洞，并动态的和自主的调节自身参数。