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认知无线电中频谱感知技术研究 Matlab仿真 免费分解

毕业设计(论文)题目:认知无线电中频谱感知技术研究专业:学生姓名:班级学号:指导教师:指导单位:20分太坑爹了。

老子放个免费的日期:年月日至年月日摘要无线业务的持续增长带来频谱需求的不断增加,无线通信的发展面临着前所未有的挑战。

无线电频谱资源一般是由政府统一授权分配使用,这种固定分配频谱的管理方式常常会出现频谱资源分配不均,甚至浪费的情形,这与日益严重的频谱短缺问题相互矛盾。

认知无线电技术作为一种智能频谱共享技术有效的缓解了这一矛盾。

它通过感知时域、频域和空域等频谱环境,自动搜寻已授权频段的空闲频谱并合理利用,达到提高现有频谱利用率的目的。

频谱感知技术是决定认知无线电能否实现的关键技术之一。

本文首先介绍了认知无线电的基本概念,对认知无线电在 WRAN 系统、UWB 系统及 WLAN 系统等领域的应用分别进行了讨论。

在此基础上,针对实现认知无线电的关键技术从理论上进行了探索,分析了影响认知网络正常工作的相关因素及认知网络对授权用户正常工作所形成的干扰。

从理论上推导了在实现认知无线电系统所必须面对的弱信号低噪声比恶劣环境下,信号检测的相关方法和技术,并进行了数字滤波器的算法分析,指出了窗函数的选择原则。

接着详细讨论了频谱检测技术中基于发射机检测的三种方法:匹配滤波器检测法、能量检测法和循环平稳特性检测法。

为了检验其正确性,借助 Matlab 工具,在Matlab 平台下对能量检测和循环特性检测法进行了建模仿真,比较分析了这两种方法的检测性能。

研究结果表明:在低信噪比的情况下,能量检测法检测正确率较低,检测性能远不如循环特征检测。

其次还详细的分析认知无线电的国内外研究现状及关键技术。

详细阐述了频谱感知技术的研究现状和概念,并指出了目前频谱感知研究工作中受到关注的一些主要问题,围绕这些问题进行了深入研究。

关键词:感知无线电;频谱感知;匹配滤波器感知;能量感知;合作式感知;ABSTRACTThe development of the wireless business results in increasing needs of the frequency. Wireless communication is facing a challenge. Radio resource is distributed by the government, which generally rises inequality and waste of Radio resource. So,there is a contradiction between the waste and the shortage of Radio resource. The cognitive radio, a technology of intelligent spectrum sharing, effectively bridges the contradiction. Based on the perception of time domain, frequency domain and airspace,automatic discovery and reasonably use of free spectrum among distributed spectrum,the cognitive radio improves the utilization ratio in the existing frequency. Spectrum sensing is one of the sky technologies in the cognitive radio.Based on the introduction of Cognitive Radio(CR) and the discussion of applications of CR in WRAN, UWB and WLAN, the key technologies of achieving CR were researched in theory and the factors controlling cognitive network and the interferences raised by cognitive network in normal working of authorized user were analyzed. The related method and technology of signal detection was theoretically derived in the severe environment of weak signal and low signal to noise ratio that is must facing to achieve CR. With the algorithm analysis of digital filter, the selection principle of windows function was proposed. Three spectrum detection methods namely matching filter detection way, energy detection way and cycle property detection way, were investigation in great detail. For testing and verifying the correction of above results, the detailed modeling and simulation of energy detection and cycle property detection were completed with Matlab and the performances of that two detections were also compared. The results show that the energy detection way , in the low SNR , is low and the property of that is very poorer than the cycle property detection. And this paper suggested that improvement of algorithm of window function can promote the performance of cycle detection algorithm.Secondly, detailed analysis of the cognitive radio is also and the key technology research status.Elaborated on spectrum the sensing techniques and concepts Research,then points out the research work in the spectrum sensing some of the main issues of concern,around these issues in depth study also.Key Words:Cognitive Radio;Spectrum Sensing;Matched filter Sensing;Energy Sensing;Cooperative Sensing;目录第一章绪论 (1)1.1认知无线电的研究背景及意义 (1)1.2认知无线电技术的国内外发展现状 (1)1.2.1国际上和我国认知无线电技术的研究情况 (1)1.3全文的主要结构和研究内容 (6)第二章认知无线电技术 (8)2.1频谱感知技术 (8)2.2频谱分配技术 (9)2.3功率控制技术 (10)2.4认知无线电技术的应用 (11)2.4.1认知无线电在WRAN中的应用 (11)2.4.2认知无线电在UWB系统中的应用 (11)2.4.3认知无线电在WLAN中的应用 (12)2.5本章小结 (12)第三章认知无线电频谱感知技术 (14)3.1频谱感知技术系统模型 (17)3.2单节点频谱感知技术 (18)3.2.1匹配滤波器感知 (18)3.2.2能量感知 (20)3.2.3循环平稳感知 (23)3.2.4单节点频谱感知的局限性 (26)3.3合作式频谱感知技术 (28)3.3.1合作式频谱感知的概念 (28)3.4合作式频谱感知的关键技术 (30)3.4.1“与”准则 (30)3.4.2“或”准则 (31)3.4.3“K秩”法 (32)3.5基于干扰温度的感知技术 (33)3.6本章小结 (35)第四章实验仿真 (37)4.1实验仿真环境 (37)4.2能量检测仿真与结果 (37)4.3匹配滤波器检测仿真与结果 (38)4.4合作式检测仿真与结果 (39)4.5本章小结 (41)第五章结束语 (43)5.1论文总结 (43)5.2未来研究展望 (44)致谢................................... 错误!未定义书签。

参考文献 (46)附录 (48)第一章绪论1.1认知无线电的研究背景及意义随着信息时代的到来,无线频谱已成为现代社会不可或缺的宝贵资源。

它目前主要由国家统一分配授权使用,一个频段一般只能供一个无线通信系统独立使用,这种静态的无线频谱管理方式,简单而有效的避免了不同无线通信系统间的相互干扰。

但是在这些已分配的授权频段与非授权频段中存在着频谱资源利用的不平衡性:一方面,授权频段占用了整个频谱资源的很大一部分,但其中不少频段处于空闲状态;另一方面,开放使用的非授权频段占整个频谱资源的很少一部分,但在该频段上的用户很多,业务量也很大,无线电频段已基本趋于饱和。

于是在无线和移动通信迅速发展的今天,频谱资源贫乏的问题也显得日益严重。

因此,寻求一种更有效的频谱管理方式,充分利用各地区、各时间段的空闲频段,缓解不断增长的频谱的需求矛盾,成为人们关注的问题。

为了解决上述问题,基本思路就是尽量提高现有已分配频谱的利用率。

于是,认知无线电的概念应运而生。

其基本思想是:具有认知功能的无线通信设备可以按照某种“伺机(Opportunistic Way)”的方式接入授权的频段内,并动态地利用频谱。

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