无线电基本知识
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根据已获信息动态自主地调整运行参数和 礼仪来达到预期目标；
学习获得的结果。
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2019/9/11
认知无线电系统的基本特性
从以上对认知无线电系统的定义我们可以得出其基 本特性：
获取信息； 动态自主的调整自身运行参数和礼仪； 从先前的调整结果中学习来改善自身性能。
Hale Waihona Puke Baidu
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2019/9/11
CRS的分类-异构型
用特定的RAT给 终端提供无线连
接
基站
通过重构来使 用分配给运营 商的不同频带
授权型 重构型
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2019/9/11
CRS的分类-异构型
应用特定的RAT，这样 的终端可以连接特定的 运营商，或者其他与该 运营商有漫游协议的运 营商
终端
能够自我重构来应用不 同的RAT，相应的，它 可以在不同无线接入网 络之间切换。
究之中。
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2019/9/11
认知无线电的发展现状
目前，认知无线电技术炙手可热，应用前景 一片大好。有报道称具有认知功能的无线局 域网产品将在近一两年内问世，但是要真正 实现CR技术还需解决包括频谱检测技术、自 适应频谱资源分配技术和无线频谱管理技术 等关键技术问题。
最引人关注的项目是IEEE802.22工作组的工 作，该工作组制订了利用空闲电视频段进行 宽带无线接入的技术标准，这是第一个引入 认知无线电概念的IEE1E2 技术标准化活动。 2019/9/11
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2019/9/11
认知无线电的发展背景 无线频谱现 状：
频谱资源紧 张，很多国 家差不多已 经将可用频 谱资源分配 完毕。留给 新系统、业 务和技术的 频谱很少甚 至没有频谱 可分配。
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2019/9/11
认知无线电的发展背景
上图是美国纽约的频谱利用情况： 频谱利用率仅15%-20%（授权频谱）。
高度可靠通信；对频谱资源的有效利用。”
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2019/9/11
认知无线电的基本原理与关键技术
基本原理
CR设备对周围环境感知、探测、分析，这种探测和感知是全
方位的，应对地形、气象等综合信息也有所了解。由此图也可
得出，CR是高智能设备，应包含一个智能收发器。有了足够的
人工智能，它就能吸取过去的经验对实际情况进行响应，过去
认知无线电系统的基本特性
认知无线电系统框图
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2019/9/11
CRS基本特性-获取信息
获取信息的基本成分：
CRS运行无线电环境：
例如，当前频谱使用情况，指示可用无线电 系统，使用中的分配频段，无线通信系统的 覆盖范围，干扰水平等。
CRS地理环境：
例如，CRS或其他无线电系统设备的位置和
其天线方向，CRS用户在地理位置上的分布
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2019/9/11
认知无线电的发展背景
如何才能提高频谱 利用率呢？
频分复用 时分复用 蜂窝小区
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2019/9/11
认知无线电的发展背景
传统技术在一定程度上提高频谱利用率和传输容量，即 便如此，频率资源问题仍旧突出。
认知无线电的提出在一定程度上减缓了频率资源短缺问 题。
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认知无线电系统的基本概念
认知无线电系统的定义 认知无线电系统的基本特性 认知无线电系统的分类
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认知无线电系统的定义
ITU-R WP 1B的定义： 认知无线电系统是引进如下技术的无线电
系统：
允许系统获取关于自身运行环境和地理环境， 已建立政策以及自身内部状态的有关信息；
获取信息的方法： 从无线电系统设备中收集信息 地理定位 频谱感应 频谱空穴数据库接入 认知辅助信道的接入
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CRS基本特性-调整参数
包括两个方面：
决策与重构
CRS拥有智能的管理系统，该系统能够作出决定是 否进行参数和礼仪的调整。
然后对输出功率，频带，无线接入技术等参数进 行重构。
无线电基本知识
International Standardization of Cognitive Radio Systems（CRS的国际标准）
认知无线电概述 认知无线电系统的基本概念 认知无线电系统的国际标准
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认知无线电概述
认知无线电的发展背景 认知无线电的概念和特点 认知无线电的基本原理与关键技术 认知无线电的发展现状
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CRS基本特性-学习能力
从先前的调整结果中学习来改善自身性能。
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CRS基本特性-总结
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CRS的分类
许多CRS部署方案，使用实例和商业实例是可行的。 我们通常把CRS分成两类：
异构型CRS； 频谱共享型CRS。
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等。
CRS基本特性-获取信息
CRS自身内部状态： 自身配置（比如，无线电使用的频带，礼 仪），流量负载分布，传输功率。
已建政策 比如，CRS应该避免对其他无线电系统造成 有害干扰这样的约束政策。
使用方式
用户需求 高带宽，低延时，费用18 低。
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CRS基本特性-获取信息
的经验包括对死区、干扰和使用模式等的了解。它的学习能力
是使它从概念走向应用的真正原因。 10
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认知无线电的基本原理与关键技术
关键技术
频谱检测
匹配滤波器法
能量检测法
循环平衡特定检测法
自适应传输技术
OFDM
UWB
频谱管理
目前各种基于CR的频谱管理思想和管理规则仍在研
两个概念：
FCC认为：“CR是能够基于对其工作环境的交互改 变发射机参数的无线电”
Simon Haykin则从信号处理的角度出发，认为： “CR是一个智能无线通信系统。它能够感知外界环 境，并使用人工智能技术从环境中学习，通过实时
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 计性变化，以达到以下目的：任何时间任何地点的
认知无线电的概念和特点
概念的提出：
认知无线电(Cognitive Radio)这个术语首先 是Joseph Mitola在软件无线电概念的基础上 提出的。
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。
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认知无线电的概念和特点
学习获得的结果。
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认知无线电系统的基本特性
从以上对认知无线电系统的定义我们可以得出其基 本特性：
获取信息； 动态自主的调整自身运行参数和礼仪； 从先前的调整结果中学习来改善自身性能。
Hale Waihona Puke Baidu
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CRS的分类-异构型
用特定的RAT给 终端提供无线连
接
基站
通过重构来使 用分配给运营 商的不同频带
授权型 重构型
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CRS的分类-异构型
应用特定的RAT，这样 的终端可以连接特定的 运营商，或者其他与该 运营商有漫游协议的运 营商
终端
能够自我重构来应用不 同的RAT，相应的，它 可以在不同无线接入网 络之间切换。
究之中。
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认知无线电的发展现状
目前，认知无线电技术炙手可热，应用前景 一片大好。有报道称具有认知功能的无线局 域网产品将在近一两年内问世，但是要真正 实现CR技术还需解决包括频谱检测技术、自 适应频谱资源分配技术和无线频谱管理技术 等关键技术问题。
最引人关注的项目是IEEE802.22工作组的工 作，该工作组制订了利用空闲电视频段进行 宽带无线接入的技术标准，这是第一个引入 认知无线电概念的IEE1E2 技术标准化活动。 2019/9/11
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认知无线电的发展背景 无线频谱现 状：
频谱资源紧 张，很多国 家差不多已 经将可用频 谱资源分配 完毕。留给 新系统、业 务和技术的 频谱很少甚 至没有频谱 可分配。
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认知无线电的发展背景
上图是美国纽约的频谱利用情况： 频谱利用率仅15%-20%（授权频谱）。
高度可靠通信；对频谱资源的有效利用。”
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认知无线电的基本原理与关键技术
基本原理
CR设备对周围环境感知、探测、分析，这种探测和感知是全
方位的，应对地形、气象等综合信息也有所了解。由此图也可
得出，CR是高智能设备，应包含一个智能收发器。有了足够的
人工智能，它就能吸取过去的经验对实际情况进行响应，过去
认知无线电系统的基本特性
认知无线电系统框图
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CRS基本特性-获取信息
获取信息的基本成分：
CRS运行无线电环境：
例如，当前频谱使用情况，指示可用无线电 系统，使用中的分配频段，无线通信系统的 覆盖范围，干扰水平等。
CRS地理环境：
例如，CRS或其他无线电系统设备的位置和
其天线方向，CRS用户在地理位置上的分布
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认知无线电的发展背景
如何才能提高频谱 利用率呢？
频分复用 时分复用 蜂窝小区
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认知无线电的发展背景
传统技术在一定程度上提高频谱利用率和传输容量，即 便如此，频率资源问题仍旧突出。
认知无线电的提出在一定程度上减缓了频率资源短缺问 题。
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认知无线电系统的基本概念
认知无线电系统的定义 认知无线电系统的基本特性 认知无线电系统的分类
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认知无线电系统的定义
ITU-R WP 1B的定义： 认知无线电系统是引进如下技术的无线电
系统：
允许系统获取关于自身运行环境和地理环境， 已建立政策以及自身内部状态的有关信息；
获取信息的方法： 从无线电系统设备中收集信息 地理定位 频谱感应 频谱空穴数据库接入 认知辅助信道的接入
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CRS基本特性-调整参数
包括两个方面：
决策与重构
CRS拥有智能的管理系统，该系统能够作出决定是 否进行参数和礼仪的调整。
然后对输出功率，频带，无线接入技术等参数进 行重构。
无线电基本知识
International Standardization of Cognitive Radio Systems（CRS的国际标准）
认知无线电概述 认知无线电系统的基本概念 认知无线电系统的国际标准
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认知无线电概述
认知无线电的发展背景 认知无线电的概念和特点 认知无线电的基本原理与关键技术 认知无线电的发展现状
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CRS基本特性-学习能力
从先前的调整结果中学习来改善自身性能。
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CRS基本特性-总结
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CRS的分类
许多CRS部署方案，使用实例和商业实例是可行的。 我们通常把CRS分成两类：
异构型CRS； 频谱共享型CRS。
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等。
CRS基本特性-获取信息
CRS自身内部状态： 自身配置（比如，无线电使用的频带，礼 仪），流量负载分布，传输功率。
已建政策 比如，CRS应该避免对其他无线电系统造成 有害干扰这样的约束政策。
使用方式
用户需求 高带宽，低延时，费用18 低。
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CRS基本特性-获取信息
的经验包括对死区、干扰和使用模式等的了解。它的学习能力
是使它从概念走向应用的真正原因。 10
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认知无线电的基本原理与关键技术
关键技术
频谱检测
匹配滤波器法
能量检测法
循环平衡特定检测法
自适应传输技术
OFDM
UWB
频谱管理
目前各种基于CR的频谱管理思想和管理规则仍在研
两个概念：
FCC认为：“CR是能够基于对其工作环境的交互改 变发射机参数的无线电”
Simon Haykin则从信号处理的角度出发，认为： “CR是一个智能无线通信系统。它能够感知外界环 境，并使用人工智能技术从环境中学习，通过实时
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 计性变化，以达到以下目的：任何时间任何地点的
认知无线电的概念和特点
概念的提出：
认知无线电(Cognitive Radio)这个术语首先 是Joseph Mitola在软件无线电概念的基础上 提出的。
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。
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认知无线电的概念和特点