【CN109698726A】一种基于机器学习的无线频谱资源分配方法【专利】

论无线电频谱资源在经济建设中的重要作用

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/5a1144424.html, 论无线电频谱资源在经济建设中的重要作用作者：杨宗泽来源：《经营者》2015年第09期摘要无线电频谱资源是一种非耗竭、易污染及稀缺的资源，对促进国家经济建设的发展具有重要的意义。文章以无线电频谱资源的特性为出发点，结合无线电频谱资源经济价值的研究基础及研究模型，探讨了无线电频谱资源的经济价值和贡献，旨在为今后的研究提供理论基础和技术指导。关键词无线电频谱资源经济建设重要作用一、引言随着世界各国对无线电频谱资源重要性的认识不断提高，关于无线电频谱资源的竞争在国际日趋激烈。无线电频谱资源现已被各个国家提升到和制海权、制空权同样的地位，是保证信息化战争胜利的重要武器。国家拥有无线电频率的自然属性和经济社会属性，其拥有、配置及管理具有国家主权的特征。由于无线设备的逐日增多，使有限的频率资源日趋紧张使得无线电波也显得越为拥挤。无线电：无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。其原理是导体中随着电流强弱的改变会产生无线电波，在此基础上，在无线电波上可通过调制加载信息加，当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流，通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。二、无线电频谱资源的特性由于无线电的这些特性，使其区别于其他资源，合理利用、科学规划和有效管理无线电频谱资源，能够发挥其最大的价值，成为服务经济社会发展的重要资源。所有的无线电业务都是无线电频谱资源是所有无线电业务运行的载体。无线电频率是一种物质，是自然界存在的电磁波，是一种无形的资源，各国间享受均等的利用机会，无线电频谱资源具有以下六种特性：（1）易污染性。无线电频率假如使用不当，容易受到其他因素的干扰，使其无法正常工作，或影响信息传播的准确性及有效性。（2）非耗竭性。无线电频谱资源既不是可再生资源，也不是不可再生资源，他能够被人们利用，但与其他资源的不同之处在于，其在被利用时不会被消耗掉。这种资源只有适当地使用，才能发挥其应有的价值，不使用及使用方法不当都是一种浪费。（3）排他性。资源都具有排他性，无线电频谱资源也不例外。即某一频率在一定的时间、频域及地区内正在被使用中，那么其他的设备将无法再使用该频率。

双向拍卖结合贝叶斯模型的认知无线电网络频谱共享方案

双向拍卖结合贝叶斯模型的认知无线电网络频谱共享方案摘要：针对无线电网络中频谱资源有限且利用率较低的问题，提出了基于双向拍卖结合贝叶斯推理模型的频谱共享算法。首先，主用户和次用户自适应地选择拍卖价格分享频段；然后，玩家基于反馈学习过程捕捉调整价格的策略；最后，进行重复拍卖过程直到达成共识。该算法采用了贝叶斯推理技术，能够自适应地响应不断变化的系统环境和玩家数量，具有良好的可扩展性。仿真结果表明，该算法在PU 受益、交易成功率、频谱利用率、网络吞吐量等方面显著优于其他几种较新的频谱共享算法。关键词：贝叶斯模型；分布式方式；双向拍卖；认知无线电网络；频谱共享中图分类号：TN926?34；TP393 文献标识码： A 文章编号：1004?373X（2016）11?0024?06 Abstract：Since the spectrum resource in radio networks is limited and its utilization is low，a spectrum sharing algorithm for double auction combining Bayesian inference model is proposed. Firstly，the primary users and the secondary users adaptively select their auction prices to share the spectrum bands. And then，based on feedback learning

process，the players capture their adjustable price strategies. Finally，the auction process is repeated until the consensus is reached. The algorithm adopts Bayesian inference technique，which can adaptively response to the constantly changing system environment and players′quantity. It has better scalability. The simulation results show that the proposed algorithm is superior to several other advanced spectrum sharing algorithms in the aspects of PU benefit，trade success rate，spectrum efficiency and network throughput. Keywords：Bayesian model；distributed mode；double auction；cognitive radio network；spectrum sharing 0 引言由于无线电频谱的限制，通信网络面临频谱资源稀缺的问题，另一方面，许多许可频谱仍然长时间[1]未被占用。认知无线电（CR）可提高频谱资源利用率，在CRs中，部分用户可以智能地监控环境并在分配的频段都处于闲置状态时能够与许可用户共享频谱，通过许可用户（PUs即主用户）和未经许可的用户（SUs即次级用户）[2]之间的频谱共享实现CR网络频谱利用率的增加。本文提出了一种基于双向拍卖融合贝叶斯推理模型的频谱共享算法，假设主用户和次级用户是自相关博弈玩家，他们为了达到最大化收益的目的而做出决策。本文算法自适

认知无线电中频谱感知技术研究+Matlab仿真

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：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；

我国频谱资源短缺

在我国，不仅仅是电信行业，国民经济的众多方面，无线电频谱都是无可或缺的重要资源。随着无线电技术的进步和经济社会的发展，各种用途、各式各样的无线电设备大量涌现，各行各业对无线电频率的需求越来越多。目前的趋势是，随着我国经济的进一步发展，公路铁路运输、航空运输、航海运输对相关的通讯和导航技术，特别是新兴的G PS定位和卫星通讯的需求将进一步加大。届时与这些领域相关的通讯和导航服务，将占去部分无线电频谱频段。有部分频段已经进行了预留。因此，未来留给电信行业，特别是未来4G网络使用的频段越来越成为稀缺资源。对我国来说，随着无线通信的飞速发展，频谱资源重新分配利用的情况越来越多：一方面是3G无线数据业务猛增，一方面却是带宽瓶颈逐渐浮现。长此以往，于三网融合不利，对物联网发展有所阻碍，更对整个电信业发展不利。根据目前3G业务的发展趋势，用户除了短信和通话业务外，对无线上网业务的需求也越来越大。以此类推，随着4G业务的推出，用户会倾向于使用更多新兴的无线业务，比如视频通话。这就意味着4G网络需要更多的频谱资源，为各类业务提供足够的“车道”。在2011北京国际4G通信大会上，中国工程院院士邬贺铨指出，TD-LTE的发展缺乏足够的频率。目前国内已经划定2500-2690MHz的频段给TD-LTE，未来通过演进，TD-LTE 现有的2300-2400MHz的频段也可以使用。据了解，2500-2690MHz是3000MHz以下频段“最后一块地”。如果频谱资源还不能满足需要的话，将考虑从3000MHz以上的频段挤用一部分，而那里是卫星和微波的天下。届时，或出现4G与卫星争抢频谱资源的局面。物联网是频谱的“饕餮”大户。其业务规模远远大于移动通信。据测算，到2020年，全球物物互联业务与现有人人通信互联的比例将达到30:1。因此，当物联网正式实现，有超过500亿以上的终端需要通过无线方式连接在一起，其对频谱的需求绝不是如今己分配的移动通信和无线接入频率所能承载的。由此，移动通信的爆炸性增长，甚至物联网的快速演进已经超越了行业发展步伐。如果再不采取行动更新频谱政策，频谱危机将爆发。

认知无线电学习笔记二-频谱感知方法总结

研究初期。大量文献。判断有无信号传输。识别信号类型。 1)匹配滤波器主用户信号已知时最佳。感知速度快。但对信号已知信息的要求高，感知单元的实现复杂度极高（需要对大量类型信号的匹配滤波）。 2)基于波形的感知已知主用户信号的patterns（用于同步等的前导序列等等），对观测数据做相关。在稳定性和收敛速度上比基于能量检测的感知要好。判决门限的选取。信号功率因信道传输特性和收、发信机之间的距离的不确定性而难以估计。实际中，可由特定的虚警概率给出门限，此时只需知道噪声方差。 3)基于循环平稳性的感知信号的平稳特征由信号或信号统计量（期望、自相关等）周期性引起。利用循环相关函数（而非功率谱密度）检测信号，可将噪声与信号分离。因为噪声广义平稳无相关量，而调制信号由于循环平稳而存在谱相关。循环谱密度（CSD）函数的计算是对循环自相关函数做傅里叶变换。循环频率与信号的基本频率一致时，CSD函数输出峰值。 4)基于能量检测的感知低运算复杂度和低实现复杂度。缺点在于：判决门限的选择困难；无法区分能量来源是信号还是噪声；低SNR条件下性能差。噪声水平的动态估计，降秩特征值分解法。GSM时隙能量检测，需与GSM系统同步，检测时间限制在时隙间隔内。FFT之后频域能量检测。检测概率在各种信道条件下的闭式解。 5)无线电识别识别主用户采用的传输技术。获得更多的信息，更高的精度。比如蓝牙信号的主用户位置局限在10m 之内。特征提取和归类技术。各种盲无线电识别技术。 6)其它感知方法多窗口谱估计。最大似然PSD估计的近似，对宽带信号接近最优。计算量大。 Hough变换。基于小波变换的估计。检测宽带信道PSD的边界。协同感知—— 协同（合作、协作）用来应对频谱感知中噪声不确定性、衰落和阴影等问题。解决隐终端问题，降低感知时间。提出有效的信息共享算法和处理增加的复杂度是协同感知要解决的难题。控制信道可利用：1）指配频带；2）非授权频带；3）衬于底层的UWB。共享信息可以是软判决或硬判决结果。（基于能量检测的）感知合并方式：等增益合并、选择式合并、Switch & Stay（扫描式）合并。协同算法应：协议开支小；鲁棒性强；引入延迟小。非协同感知，优点为计算和实现简单，缺点为存在隐终端问题、多径和阴影的影响。协同感知，优点为更高的精度（接近最优）、可解决阴影效应和隐终端问题；缺点为复杂度高、额外通信流量开支和需要控制信道。协同感知的两种实现形式： 1)中心式感知。中心单元广播可用频谱信息或直接控制CR通信。AP。硬信息合并、软信息合并。 2)分布式感知。彼此共享信息，自己对频谱做出判决。不需要配置基础结构网络。外部感知—— 外部感知网络将频谱感知结果广播给CR。优点：可解决隐终端问题和衰落及阴影引起的不确定性；CR无需为感知分配时间，提高频谱效率；感知网络可以是固定的（避免电池供电）。外部感知可以是连续的或周期性的。感知数据传递给中心节点进一步处理，并将频谱占用信息共享。

无线通信作业(23题)

无线通信作业 1.哪三种技术应用需求的变化有力地推动和促进了现代无线通信和无线通信网络技术的发展和演进？ 1）Wireless Local Area Network 2）Wireless Metropolitan Area Network 3）Wireless Sensor Networks 2.现代无线通信技术和现代无线网络技术所面临的主要挑战有哪些？ 1）干扰的避免和管理以及宽带通信的高移动性 2）资源有限，频谱和能量利用率有待提高 3）服务质量 4）可扩展性 5）自组织、自修复能力 6）安全性能 3.未来无线通信网络技术发展中需要采用哪些关键技术？无线链路传输技术、无线网络管理控制技术、组网和网络优化技术 4.哪些无线通信网络技术可以支持1Gbps的峰值数据传输速率？其所使用的频段为多少？超宽带（UWB）无线通信技术，频段：3.1G-10.6G。 5.无线通信所面临的时间选择性衰落和频率选择性衰落会对无线通信产生什么影响？时间选择性衰落会造成信号波形展宽引起码间干扰，信号可能无法区分；频率选择性干扰会增加接受端信号的误码率，信号能量也会大大减少。 6.可以采用哪些技术来克服平坦衰落和频率选择性衰落对无线通信的不利影响？平坦衰落：多样组合技术、编码和交织技术和自适应调制技术；频率选择性衰落：均衡技术、多载波技术、频谱扩展和天线解决方法。 7.在无线通信网络中采用中继技术可以带来哪些好处？常用的中继方法有哪些？答：（1）中继技术的好处： 1）有利于减少阴影衰落和路径衰落； 2）可以帮助蜂窝用户； 3）提供了多样性：通过使用中继技术，由在空间上分离的天线组成的多路虚拟天线阵列成为可能； 4）适用于ad-hoc网络； 5）安装高度比基站低：可以减少运行开销； 6）高密度中继系统的传输数据速率更高，可以大区域蜂窝的覆盖问题；（2）常用的中继方法：解码转发、放大转发、编码合作。 8.感知无线电技术中的频谱共享方法有哪几种？每种方法各有什么特点？答：唯一访问、纵向访问、横向访问；唯一访问：一个系统对频谱有唯一访问性；纵向共享：一个主系统，并且只有当从系统不产生对主系统有害的干扰时才共享从系统。横向共享：所有系统有相同的监管状态，可以平等的访问频谱

解析无线电频谱资源的七大特性

解析无线电频谱资源的七大特性于2007年颁布施行的《中华人民共和国物权法》第五章第五十条规定“无线电频谱资源属于国家所有”，这是我国首次在法律中明确规定无线电频谱资源的国有属性。那什么是无线电频谱资源呢？电磁场产生的波在空间以不同的频率传播（电磁场变化的速率被称为频率），这些频率的集合统称为电磁频谱，电磁频谱中3000GHz以下的频率被称为无线电频谱。因此，无线电频谱是自然存在的无线电频率的集合。无线电频率作为自然界天然存在的一种自然资源，它具有以下6种特性：第一，有限性。由于较高频率上的无线电波的传播特性，无线电业务不能无限地使用更高频段的无线电频率，目前人类对于3000GHz以上的频率还无法开发和利用，尽管无线电频率可以根据时间、空间、频率和编码四种方式进行复用，但就某一频段和频率来讲，在一定的区域、一定的时间和一定的条件下其使用是有限的。第二，排他性。无线电频谱资源与其他资源具有共同的属性，即排他性，在一定的时间、地区和频域内，一旦某个频率被使用，其他设备则不能以相同的技术模式再使用该频率。第三，复用性。虽然无线电频率使用具有排他性，但在特定的时间、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进行频率复用和共用。

第四，非耗竭性。无线电频谱资源不同于矿产、森林等资源，它可以被人类利用，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。第五，传播特性。无线电波按照一定规律传播，不受行政地域的限制，是无国界的。第六，易污染性。如果无线电频率使用不当，就会受到其他无线电台、自然噪声和人为噪声的干扰而无法正常工作，或者干扰其他无线电台站，使之无法准确、有效和迅速地传送信息。正是这些特性，使无线电频谱资源有别于土地、矿藏、森林等自然资源，需要对它科学规划、合理利用、有效管理，才能使之发挥巨大的资源价值，成为服务经济社会发展和国防建设的重要资源。当前，各国尤其是发达国家对无线电频谱资源重要性的认识不断提高，国际间的频谱资源竞争日趋激烈。无线电频谱资源是支撑现代信息通信产业发展的基础资源，移动电话、集群通信、卫星通信、宽带无线接入等无线通信业务的存在和发展都有赖于频谱资源；无线电频谱资源是推动各行业信息化的重要资源，各种无线电技术的应用成为相关行业顺畅运行和效率提升的重要因素；无线电频谱资源在重大安全保障领域发挥着不可替代的作用，在诸如奥运会、世博会、汶川地震等重大社会活动中和自然灾害面前，无线电信息通信保障意义重大；无线电频谱资源是打赢信息化战争的重要保障，现代战争中制电磁权已经被提升至和制海权、制空权同等的地位。无线电频率的自然属性和经济社会属性决定无线电频谱资源归国家所有，无线电频谱资源的拥有、配置和管理带有国家主权特征。

认知无线电之频谱共享技术

软件无线电课程论文论文题目：认知无线电之频谱共享技术姓名：学号：班级：目录目录 2 摘要 3 1 引言 3 2 研究现状 3 3 基本原理和算法 3 4 分布式动态频谱共享系统系统模型 3 5 个人理解和体会 3 6 参考文献 3 摘要当前,无线频谱资源的紧缺是限制无线通信与服务应用持续发展的瓶颈。认知无线电(Cognitive Radio,CR)作为一种新兴的技术,它改变了传统的由政府授权使用无线电频谱的方式,它以频谱利用的高效性为目标,允许非授权用户机会式利用授权用户的频谱空洞传输,被认为是解决无线频谱资源紧缺问题的一种新方法。基于认知无线电技术进行频谱共享,能大大降低频谱和带宽限制对无线通信技术发展的束缚,极大地改变目前无线频谱资源日益紧缺的状况.本文将从研究现状、原理等简单介绍认知无线电中的频谱共享技术。关键字：认知无线电频谱共享技术频谱利用频谱分配 1 引言基于认知无线电技术进行动态频谱共享,能大大降低频谱和带宽限制对无线通信技术发展的束缚,极大地改变目前无线频谱资源日益紧缺的状况.动态频谱共享本质上是一种多目标优化问题,由于所有参与者(包括主用户和认知用户) 具有不同的目标和利益,彼此之间的决

策行为相互影响,并存在竞争和协作关系. 如何设计频谱的使用规则和相关接入机制,协调所有参与者的行为实现有效的频谱共享,满足各自不同的利益需求就成为关键问题. 目前,利用博弈论的方法分析动态频谱分配策略研究逐渐被研究者关注. 目前普遍采用的非合作博弈模型中,理性的博弈者总是追求自身利益最大化,从而导致博弈的纳什均衡偏离全局最优状态. 解决这一问题的一种有效方法用户效用函数的设计中,除了包括用户自身的收益之外,还将自身行为对其他用户造成的影响考虑在内. 每个用户在追求自身效用最大化的同时兼顾了其他人的利益,其结果使得非合作博弈的均衡状态收敛于系统的最优状态. 2 研究现状认知无线电的频谱共享技术在提高频谱利用率方面的价值引起了各国电信管制机构的兴趣，不过由于认知无线电的技术和概念都非常超前，多数国家仍在研究讨论当中，只有美国的FCC已经正式批准具备认知无线电性能的设备进入市场。近年来美国希望大力发展宽带无线接入业务，但由于频谱资源匮乏，亟需寻找新的频段给新的接入技术。美国是最早推动和批准使用认知无线电设备的国家。FCC从2003年就开始尝试引入认知无线电提高频谱的利用。2003年12月，FCC公布了《使用认知无线电技术促进频谱利用的通知》，就《FCC规则第15章（FCC rule part 15）》（用于数字式设备和低功发射机的法规）进行了修订，并于2005年10月，正式批准了关于引入认知无线电技术、使用认知无线电设备的法规。 FCC认为目前最适合应用认知无线电技术的是UHF中分配给电视广播业务的6 MHz频段，因为目前该频段在美国利用率很低，通过允许其它免许可设备使用这个频段，不仅可以提高频率利用率，而且还可以推广宽带无线接入业务，因为这个波段传播距离远，适合为偏远地区提供服务，可以促进美国社会的宽带普及。FCC认为认知无线电技术还可以在高频率频段发挥作用，如100 GHz以上的频段在美国的使用率只有5%-10%。认知无线电的频谱共享技术听起来是个十分新颖的概念，但事实上无线局域网（WLAN）领域已经开始利用认知无线电技术的频谱共享技术。 WLAN是最早利用认知无线电频谱共享技术的无线通信系统。FCC等法规机构要求802.11a无线电能检测雷达信号并避免与它们形成干扰，这种躲避雷达的能力要求系统具有强大的CR类自适应能力，而这只是WLAN-CR功能的开始。无论在军用还是民用领域，认知无线电的研究与应用都处于起步阶段。在军用领域，美国国防部高等研究计划署（DARPA）于2003年成立了下一代通信计划（XG），着眼于开发认知无线电的实际标准和动态频谱管理标准。2003年开始，Raytheon公司与DARPA签订了下一代无线通信计划的合同。从事认知无线电相关的技术研究与开发。在民用领域，Motorola、Intel等公司也已经成立认知无线电研究组并开始开展相关的研究。 3 基本原理和算法 3.1频谱共享技术概述采用高效频谱利用技术，首先需要重新认识频谱，频谱不是具体和有限的资源，它是抽象和无限的资源，对其利用率高低取决于所采用的技术。其次，需要详细探讨能充分利用频谱的高效频谱利用技术。近年来随着智能天线、高性能数字处理器，新型扩频码、多址接入技术，软件无线电、智能无线电、感知无线电，动态频谱分配和共享等新技术的迅猛发展，为频谱高效利用提供了可能。在这些改善频谱利用的新技术中，多无线电系统动态频谱分配与共享技术能显著提高整体频谱利用率，从长远看是提高频谱利用率的根本方法。但动态频谱分配需要改变现有频谱分配总体结构，对频谱管理、网络结构、通信终端等方面改变较大，近期看，实现难度较大。而频谱共享技术在不改变现有频谱分配总体结构下，通过不同无线电系统频谱共享来提高频

认知无线电频谱检测

Xilinx大学生竞赛项目申请报告提纲及说明 1．项目背景（1）项目名称：认知无线电的频谱检测（2）项目背景：随着无线通信需求的不断增长，可用的频谱资源越来越少，呈现日趋紧张的状况；另一方面，人们发现全球授权频段尤其是信号传播特性较好的低频段的频谱利用率极低。认知无线电技术为解决频谱利用率低的问题提供了行之有效的方法。由于认知无线电在使用空闲频段进行通信的同时不断地检测授权用户的出现，一旦检测到授权用户要使用该频段，认知无线电用户便自动退出并转移到其他空闲频段继续通信，确保在不干扰授权用户的情况下，与他们进行频谱共享。这样一来，在没有增加新频段的情况下提升了用户量，且保证授权用户和认知用户通信的可靠性，大大提高了频谱的使用效率。（3）项目内容：本次课题主要研究认知无线电频谱检测的FPGA 实现。目前最为常用的认知无线电频谱检测方法是能量检测。我们将一路电视信号下变频至基带信号再进入电路调理模块对信号进行50欧匹配，并对信号进行放大，然后用宽带A/D对信号进行采样，将采样后的数字信号做8点FFT 运算，再通入能量和累加电路，最后通过能量阈值判决电路，判断频带的利用情况，从而找到频谱空穴，为认知无线电的功能实现打下基础。（4）项目难点：（1）高效低成本的FFT模块的设计与实现。（2）累加器和阈值判决电路模块的设计与实现。（5）项目的开发意义：认知无线电的显著特征是具有认知能力，认知功能包括频谱感知，频谱分析和频谱判决。频谱感知用于频谱空穴检测，是认知无线电系统实现的前提之一。（6）硬件开发平台：Spartan 3E Board 2．频谱感知的背景知识本次设计以四通道的电视信号为例进行实现，在我国一路电视信号的传输需要8M的带宽，那么传输四路电视信号需要32M的带宽才能实现。我们将该四路电视信号进行复信号处理和频谱搬移，使其生成I,Q 两路正交信号，其AD频率采样为32MHZ，为了检测各个通道的频谱

专用LTE网络,频谱共享LTE蜂窝无线路由器

私有LTE网络蜂窝无线路由器的概念并不新鲜，但随着最近新的频谱共享创新和“工业4.0”的起源- 工业流程的数字化转型和第四次工业革命- 私有LTE网络的潜力巨大。Harbor Research 最近的一项研究表明，私人LTE网络市场到2022年可能达到170亿美元。今天，我们看到了从制造业自动化和航运港口到石油和天然气以及发电等一系列行业领域的浓厚兴趣。。除了公共网络之外还要设置专用LTE网络，私有LTE网络的独特概念是，它们使企业客户能够使用专用设备和设置运行自己的本地网络。这种方法提供三个主要好处： 1.本地控制通过使用专用设备，专用LTE网络及其性能独立于其他用户，并且不存在可能在共享网络中发生的突然流量激增等问题。这种好处对于工业和企业应用至关重要，因为生产率必须保持在高水平和可预测的水平。拥有本地专用网络还可以完全控制数据。例如，公司可以确保敏感数据不会离开场所。 2.优化通过满足单个公司的需求，可以为该公司的特定物联网应用定制专用LTE网络。这种优化的示例是服务质量（QoS）和移动性设置。通过定制的QoS，可以为关键应用程序提供一致的服务，而不管网络负载如何。通过自定义移动设置，可以针对本地应用程序优化行为; 例如，在不太可能发生链路故障的情况下执行更快的重新连接。 3.随时部署利用可供任何人用于私有LTE网络的共享和未许可频谱，私有LTE网络的部署很容易，这使新实体能够享受LTE。这将扩展整个LTE生态系统。此外，利用LTE路线图的能力允许访问诸如自组织网络之类的功能以及具有自包含或虚拟/托管核心网络的网络架构。使用私有LTE网络的好处，现在我们知道私有LTE网络是什么，让我们来看看使用基于LTE 的技术的好处。如下图所示，与其他无线本地网络相比的主要优势是： ?更高的容量支持许多设备同时作为高带宽应用。 ?更远的范围， ?无缝移动， ?行业级可靠性， ?一致的延迟和服务质量， ?安全，最后但并非最不重要，多个供应商之间的互操作性和5G的路线图。5G的路线图确保了具有新的5G功能的面向未来的解决方案，例如新的5G新无线电（NR）和具有超可靠和超低延迟通信的关键任务服务。那么，你可能会问什么新东西？移动网络运营商可以通过专用其许可频谱的一部分来提供私有LTE网络，这是并将继续是私有LTE市场的重要部分。新的是频谱共享方面的进展，换句话说就是未经许可和共享的频谱。在最近的博客文章中，我们概述了进展 - 从五年前未经许可的LTE的第一个概念到今年早些时候发布其MulteFire 1.0规范的 MulteFire联盟，最近开始对未经许可的频谱中的5G进行的研究。这些努力主要集中在未经许可的频谱上，但最近共享频谱也令人兴奋。在美国，FCC已经定义了公民宽带无线电服务（CBRS），这是一个大约3.5 GHz的150 MHz共享频谱带。为支持在此频段部署基于LTE的技术，我们

无线电环境中的动态频谱分配

无线电环境中的动态频谱分配林晶北京邮电大学电信工程学院，北京(100876) E-mail：linjing0597@https://www.360docs.net/doc/5a1144424.html, 摘要：本文简要介绍了为了解决无线通信频谱紧张的现状提出的动态频谱分配的方法。首先介绍了频谱分配的3种基本方法，并将他们进行比较，引出contiguous动态频谱分配。重点介绍了全局，时域和空域方面动态频谱分配的经典算法结构。关键词：固定频谱分配，动态频谱分配，contiguous动态频谱分配 1.引言目前的无线电频谱被划分为不重叠的区域，并把他们分配给不同的无线电标准。频谱的独有使用解决了标准之间冲突的问题，但是这种频谱固定分配（FSA）仍然存在着许多缺点。首先，先前被分离的不同无线行业现在正在有合并的趋向，由不同系统支持的服务的界限也变得模糊不清。随着核心网连接不同系统形成了一个复杂的无线网络，在将来也会有更大的兼并。它影响了过去这种对于不同服务的调整机制，使得它变得不不合时宜。其次，大部分的通信网络受限于时间和地点的变化，所以在某时某地某些用户的无线频谱处于不充分利用时，其他某个用户正处于频谱短缺的时候。基于无线频谱的商用价值和频谱利用率的重要性，诸如此类的浪费必须避免。所以，动态频谱分配（DSA）应运而生。 2.动态频谱分配的方法对于DSA的方法，比较被给予肯定的DSA方法有两种[1]：contiguous DSA 和 fragmented DSA。如图2-1，表示了固定频谱分配（FSA），contiguous DSA 和 fragmented DSA这三种频谱分配方法的示意图。图2-1 固定频谱分配，contiguous DSA 和 fragmented DSA的频谱分配示意图[1] 固定频谱分配将临近的频谱分配给临近的RAN，频谱之间有适当的保护频带。但顾名思义，无论业务量大小，分配给各RAN的频谱量是固定不变的。contiguous DSA可以被看成是FSA到DSA的演变阶段，它仍然使用邻近的频谱分配给不同RANs，在频谱之间也有适当的保护频带将他们分开，但是，分配给不同系统的频谱宽度可以根据业务量变化。只有

基于230 MHz电力无线专网的频谱共享关键技术研究

基于230 MHz电力无线专网的频谱共享关键技术研究摘要：无线通信技术是一种重要的电力系统接入网技术，电力无线专用230 MHz频段频谱效率较低，只能支持很低的传输速率，制约了智能电网新业务的发展。为了进一步促进智能电网的实现，提出了一种频谱共享算法，该算法基于OFDM和功率分配技术实现。仿真结果表明，采用该算法能极大地提高频谱效率，提高系统容量。该算法的提出为国家无线电管理委员会进一步完善230 MHz频谱规划方案、促进智能电网的发展提供了有效的参考。关键词：无线通信专网；频谱共享；OFDM；功率分配 0 引言随着经济和社会的发展，电网规模不断发展壮大，各种新业务对通信速率和质量的要求不尽相同，因此对传输带宽的需求也不尽相同。为了同时支持对速率、质量要求不同的各种业务，需要一种频谱效率更高，并且能灵活分配带宽的技术。基于认知无线电（Cognitive Radio，CR）的频谱共享正是一种能有效解决频谱稀缺问题的技术，其主要目标在于最大化频谱利用率并兼顾共享用户之间的公平性。目前，基于CR的频谱共享的研究主要基于频谱共享池（Spectrum Pooling）这一策略，基本思想是将一部分分配给不同业务的频谱合并成一个公共的频谱池，并将整个频谱池划分为若干个子信道。因此，信道是频谱分配的基本单位，频谱共享问题可以转化为信道分配问题，以最大化信道利用率为主要目标的同时考虑干扰的最小化和接入的公平性。作为电力骨干网的延伸，电力无线专网是实现电网智能化的重要保障，其中的230 MHz 频段是国家无委专门划拨给电力、水力、地质等行业的专用频谱资源[1]。目前，基于电力230 MHz频段的传输方案只能支持很低的传输速率，为了促进智能电网的发展，必须提高230 MHz频段的频谱使用效率，以承载更高速率和质量要求的业务。正交频分复用(OFDM)技术能够有效地提高频谱效率，增加系统容量[2]，同时还能抵抗多径干扰，是一种优秀的物理层技术。同时，OFDM把实际信道划分成若干个子信道，这样做的好处之一就是能根据各个子信道的实际情况灵活地分配传输功率，以提高系统容量。为此，本文提出了一种基于OFDM和功率分配技术的传输方案，以提高230 MHz频段的频谱效率。仿真结果表明，这种算法在信噪比正常的情况下(10 dB~20 dB)，能将频谱效率提高30%~40%左右，这就给无委会对230 MHz频段进行规划决策提供了非常有效的参考。 1 电力专网通信与业务需求不久前，全国首个TD-LTE 230 MHz电力无线宽带通信系统在浙江海盐建成，将为智能电网配用电侧的信息传输提供专门的无线信号通道，是智能电网通信技术的重大突破。根据国家无线电管理委员会的规划，电力专网离散分布于223 MHz~235 MHz频段内，共有40个频点，每个离散频点带宽为25 kHz。其中，单频频段共包含10个频点，离散不均匀地分布于228 MHz~230 MHz频段，频道间隔为25 kHz；双频组网频段包含30个频点，离散不等间隔分布于223 MHz~228 MHz频段和230 MHz~235 MHz频段，收发频率间隔为7 MHz，频道间隔为25 kHz。目前，这种传统的单频点信道只能提供低速率的数据传输，然而随着经济和社会的发展，电力系统对设备的监控和维护方面的需求逐渐加大，这就需要电力通信专网能够提供图像和视频传输等对速率要求较高的业务，也意味着电力通信专网需要提供更高的数据传输能力。随着智能电网的发展，传统的数传电台由于带宽较小、时延长、频谱利用率低，已不能支持一些新兴业务对传输速率的要求，也不能满足智能配电业务日益增长的需求。为了更合理地利用230 MHz稀缺的频谱资源，必须提升该频段的传输速率和频谱效率。 2 电力专网OFDM方案设计在OFDM系统设计中，需要折中考虑各种系统要求，这些需求常常是相互矛盾的。通常有三个主要的系统参数需要重点考虑：系统带宽W，业务传输速率R以及多径时延拓展。

认知无线电频谱分配的博弈论方法

《认知无线电频谱分配的博弈论方法》总结张烨，龚晓峰 2009 摘要：问题：认知无线电中频谱分配问题备受关注，分配给用户的频谱资源却在时间或空间上存在不同程度的闲置。分析：为了提高频谱分配，需要涉及大量策略选择问题，可以利用博弈论的相关原理进行分析研究。解决问题方法：建立合适的认知无线电频谱分配问题的博弈论框架，从而促进无线通信的发展。 1、提出问题：无线通信技术不断发展，人们对无线通信需求不断增长，适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，提高频谱利用率是当前亟待解决的问题。 2、分析问题： 2.1认知无线电技术：通过对周围环境的感知，动态改变传输功率、载频、调制方式等传输参数以适应运行环境的变化，从而提高频谱利用率[。 2.2认知无线电的频谱分配技术 2.2.1问题:在认知无线电中，频谱分配是根据需要接入系统的节点数目及其 QoS 要求将频谱分配给一个或多个指定节点。 2.2.2分析：（1）因此需要一种更为有效的频谱分配方法从而在各地区和各时间段里有效地利用空闲频谱，提高频谱利用率。频谱分配策略的选择直接决定系统容量、频谱利用率以及能否满足用户因不同业务而不断变化的需求。（2）认知无线电的频谱分配原则:1)保证灵活性。2）应能提高系统性能。3）应尽量减小信令开销和计算量。

2.3.1问题：图论模型和定价拍卖模型都有很大的局限性，无法更好推动认知无线电频谱分配问题。 2.3.2分析：在频谱分配算法设计过程中，设计了大量的策略选择问题，因此需要提出新的频谱分配模型。 2.3.3解决方法：对于涉及策略选择的频谱分配问题，可以利用博弈论对相关的自适应算法进行分析。在分析过程中，主要需要确定以下四个方面的问题：(1) 算法是否具有稳定状态；(2) 这些稳定状态是什么；(3) 这些稳定状态是否满足需要；(4) 算法收敛到稳定状态所需要的约束条件图（1）认知无线电博弈论分析流程 1）论证算法具有稳定状态。在多数博弈论模型里，分布式算法的稳定状态为纳什均衡。一般情况下，判断一个博弈过程中存在纳什均衡的充分条件：a、参与者集合是有限的；b、行动集合是封闭的，有界的凸集；c、效用函数是在行动空间上的连续的、拟凹函数。补充1、纳什均衡：若一个行动向量满足：ui(a)≥uibi,a-i)?i∈N,bi∈Ai，则向量 a 被称为纳什均衡。也就是说，在参与者集合里，如果没有一个参与者能够靠自身行动的改变来提高自身收益时，整个参与者集合对应的行动向量就称为纳什均衡。补充2、实际应用中，绝大多数算法都满足这些条件，即多数认知无线电的算法都有一个默认的稳定状态。 2）判定稳定状态。通过遍历一个博弈过程中所有可能的行动向量来判定一个博弈过程中所有的稳定状态。 3）确定稳定状态是否满足需求。在找到纳什均衡点后，还应该确定此纳什均衡点是否为我们所需要的。 3）.1举例模型:一个具有中心接收机的单一簇 DS-SS 网络，除了中心接收机外，网络中的所有节点调整它们的发射功率，使得信号与加性干扰噪声比达到最大。所有者参与者的效用函数方程： ( ui(p)=hipi/??(1/k) k∈N\i∑hpkk+σ] （1）其中，参与者集合是簇中除了中心接收机外的节点；行动集合是所有可能的功率等级(假设可选的功率等级有限)；所有参与者的效用函数由式（1）给出；pi 是节

频谱定义及频谱资源的特性

频谱定义及频谱资源的特性 1.频谱的定义。我们对电磁波频谱最为熟悉的部分就是可见光。“频谱”这个术语实际上最初只限于光。物理学家在17至19世纪首先认识到白色光实际上是由从红到紫各种不同颜色的光组成的。因此，白色光是不同颜色的频谱。光像水池中的水波纹一样表现出波的特性，波峰之间的距离就称为波长。单位时间内通过某一点的波峰数就称为频率。因此光具有波长和频率，红色光的波长最长，频率最低，而紫色光的波长最短，频率最高。电磁频谱可以从可见光向两个方向发展，更高频率、更短波长的“光”包括紫外光、X射线以及宇宙射线，而更长波长、更低频率的“光”则首先是红外线光，然后随着波长越来越短即是无线电波。理论和实践证明，当电子通过导线行进时其周围空间存在着电场和磁场，而且是随着时间而变化的，同时磁场的变化会产生电场，电场的变化也会产生磁场。交变的电磁场不仅存在于导体的周围，而且能够脱离其产生的波源向远方传播，这种以相同的频率向周围空间辐射传播的交变电磁场就称为电磁波。电磁波在空中以光速传播，即每秒中30万公里。1864年英国人麦克斯韦从理论上确定了电荷、电流、电场的关系，而且确定了电磁波的存在。1888年德国人赫兹使用来顿瓶做放电实验，第一次由人工产生了波长为30厘米的电磁波，从而证明了麦克斯韦的理论，因此人们在很长一段时间都把电磁波叫做赫兹波，后来把频率的单位称为赫兹，直至今天。若用f表示频率，用V表示电磁波每秒钟传播的距离（米），用λ表示波长（米），则三者之间的关系为：f=V/λ，其中频率的单位是赫兹（Hz）或周/秒，也可用千赫（KHz）、兆赫（MHz）、吉赫（GHz）表示。它们之间的关系是：1KHz=1000Hz，1MHz=1000KHz，1GHz=1000MHz。 2.无线电频谱。电磁频谱中3000GHz以下的部分称为无线电频谱。无线电频谱可用来进行声音和图像广播、气象预报、导航、无线电通信、灾害预报、报时等业务。根据无线电波传播及使用的特点，国际上将其划分为12个频段，而通常的无线电通信只使用其中的第4到第12个频度，无线电频谱和波段的划分如表1所示。表1

认知无线电研究背景意义与现状

认知无线电研究背景意义与现状 1 认知无线电的产生背景 2 认知无线电的产生 3 认知无线电技术的国内外研究现状 4 认知无线电频谱感知技术的研究意义 5 认知无线电技术研究的主要任务 1 认知无线电的产生背景随着无线通信技术的飞速发展，无线用户的数量急剧增加，可用频谱资源变得越来越稀缺。当今绝大多数频谱资源都是采用固定的分配模式，由专门的频率管理部门分配给特定的授权用户使用。而对于另外一些非授权用户的通信需求，如无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)、无线个域网(Wireless Personal Area Network，WPAN)等，由于其近几年发展迅速，导致这些网络所工作的非授权频段逐渐趋向饱和。据美国研究结果指出，现有的频谱管理与分配策略是造成频谱资源紧缺的重要原因之一，导致某些网络频谱资源相对较少但其承载的业务量很大，而相当多的已授权的频谱并没得到充分的使用。美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission, FCC)在2002年出版的报告中指出，已分配的频谱利用率为15,,85,，已经分配的3GHz以下的频谱资源中多达70,未被充分利用。一项中国移动的研究表明，大多数频段利用率不到5%，密集城区一周频段占用度的测试结果显示，占用度较高的频率主要集中410-954MHz频段，GSM下行频段占用度最高，广播频段、集群系统下行和ISM频段次之，其他频段的占用度则极低。其中GSM频段资源块的占用度明显高于广播频段。GSM频段占用度大于0.1的资源块约占总数的62%，广播频段占用度大于0.1的约8%。

非合作无线认知网络频谱共享关键技术研究

非合作无线认知网络频谱共享关键技术研究无线认知网络通过动态频谱接入技术可以提高频谱使用效率,近年来在学术界及工业界受到越来越多的关注与研究。频谱共享是无线认知网络研究的核心内容,主要解决授权频段内主用户与无线认知网络中次用户间以及各次用户之间的频谱获取与使用的问题。本文研究非合作场景下的频谱共享,主要解决理性用户之间在缺少合作意愿的情况下如何独立决策实现高效频谱共享。我们从频谱共享过程中的三个方面展开研究,分别对应频谱获取、信道划分与分配以及对构建信道的接入。对于频谱获取问题我们主要考虑基于频谱交易的模式下,当用户预算受限时如何使更多用户获得频谱;在获得频谱资源后,我们主要研究各个次用户如何将其划分成不同带宽的信道并进行分配;最后针对用户构建的异构信道研究如何实现高效接入问题。论文的主要工作和创新成果包括以下几个方面:(1)预算受限下次用户的频谱交易模型与算法。频谱交易是次用户获取频谱资源的重要方式,然而现有工作中很少考虑次用户预算对频谱交易的影响。由于频谱资源非常昂贵,在实际网络中次用户可能由于预算有限而无力承担频谱交易费用,最终导致无法获取可用频谱资源。针对用户预算受限导致交易成功率降低的问题,我们将频谱交易划分为两级交易市场,针对不同市场结构分别设计了新的频谱交易机制来提高交易成功率。其基本思想是通过多个次用户共同购买一个信道来分摊信道交易成本。在一级频谱市场中,我们设计了主用户与次用户间的团购拍卖模型COSTAG,研究用户分组规则与支付规则来构建参与团购的用户分组以及分组内每个用户应分摊的价格。与现有工作相比,COSTAG能够保证拍卖过程中的群组诚实性,提高频谱交易成功率以及主用户收益。在次级频谱市场中我们设计了针对次用户之间的频谱转租博弈模型SSG,使得多个次用户能够以转租的形式共同分摊频谱交易成本。我们采用MLMF模型构建用户间的博弈关系,利用用户间的共享约束策略空间属性证明了该博弈存在纳什均衡点,并设计了相应的分布式算法使得用户基于局部信息可以收敛到该均衡点。(2)信道分配过程中的用户竞争策略研究。在基础设施结构的无线认知网络中,次用户的信道通常由不同网络服务商分配。