认知无线电的基本概念

武汉理工大学

现代数字信号处理在前沿学科中的应用实验

学院：学号：姓名：班级：认知无线电

信息工程学院 1049731503279 吴志勇 电子154

实验一认知无线电的开发环境与基础实验入门

一、 实验目的

1、 掌握Linux系统下的基本操作。 2、 了解认知无线电实验平台。

3、 掌握GNU Radio软件平台的搭建过程。 4、 了解USRP N210设备的检测。

二、 系统、硬件配备

一台配有千兆网卡的PC机，ubuntu11.10系统，GNU Radio3.5.0安装包（也可以选择其他带有UHD的GNU Radio版本）。

三、 实验流程

GNU Radio的安装主要包括三个部分的安装，准备库的安装、UHD的安装、GNU Radio的安装，下面将从这三个部分开始介绍。 1、 网络连接

在ubuntu下进行网络IP设置，打开命令终端，常用的命令：使用ls命令查看当前路径下文件，使用cd命令进入文件夹。

2、 准备库的安装：

在http://gnuradio.org/redmine

认知无线电论文：基于双阈值的认知无线电协作频谱检测技术研究

【中文摘要】频谱检测是实现认知无线电的前提,是认知无线电的的核心技术之一。目前对频谱检测的研究主要有单节点检测和多节点协作检测,协作检测可以通过融合多个认知用户的感知信息更可靠的判断频谱占用情况。为了进一步提升频谱检测性能,本文在协作检测及综合判决算法方面进行了深入研究,主要工作集中在以下方面。首先简单介绍了认知无线电技术的发展概况,接着对频谱检测的概念、国内外研究现状、性能评价进行了详细阐述,然后分析了常见的单节点检测方法,包括主用户发射端检测和主用户接收端检测。由于单节点检测易受干扰的弊端,引入了多节点协作检测,研究了协作检测的硬判决融合算法和软判决融合算法,并且通过仿真实验比较分析了各种经典算法的检测性能。在软判决融合检测算法方面,研究了协作检测中的拔河准则融合算法,仿真分析了其检测性能,并且针对该算法可靠性相对较低的缺陷,提出了一种改进算法,即为了进一步提高可靠性,在可信度因子中引入了本地检测概率；为了减小次要用户对主用户的干扰并降低误码率,对拔河准则算法的门限值设置方式进行了改进,且提出了一种新的性能指标：相撞概率与限用概率,作为对主用户干扰评价标准,最后对系统各节点在不同

中国地质大学(武汉)毕业论文(设计)

原创性声明

本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。

本人签名： 日期：

I

中国地质大学(武汉)毕业论文(设计)

摘 要

随着各种无线通信新技术和应用不断出现，频谱资源变得越来越紧张，使用认知无线电技术将实现频率资源的动态使用，有效解决目前严重的频谱资源紧张问题，提高无线电频谱的使用效率。认知无线电技术越来越受到全球广泛的关注，世界各国均开始研究应用认知无线电技术解决频谱使用紧张问题。

本文简要分析了认知无线电技术的特点、发展趋势和对全球通信行业的影响。讨论了本文简要分析了认知无线电技术的特点、发展趋势和对全球通信行业的影响。认知无线电通信的一些关键技术。在此基础上探讨了认知无线电技术未来发展值得关注的热点问题。分析了认知无线电系统当中需要重点解决的关键技术，包括频谱感知，动态

中国地质大学(武汉)毕业论文(设计)

原创性声明

本人呈交的学位论文，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本学位论文的知识产权归属于培养单位。

本人签名： 日期：

I

中国地质大学(武汉)毕业论文(设计)

摘 要

随着各种无线通信新技术和应用不断出现，频谱资源变得越来越紧张，使用认知无线电技术将实现频率资源的动态使用，有效解决目前严重的频谱资源紧张问题，提高无线电频谱的使用效率。认知无线电技术越来越受到全球广泛的关注，世界各国均开始研究应用认知无线电技术解决频谱使用紧张问题。

本文简要分析了认知无线电技术的特点、发展趋势和对全球通信行业的影响。讨论了本文简要分析了认知无线电技术的特点、发展趋势和对全球通信行业的影响。认知无线电通信的一些关键技术。在此基础上探讨了认知无线电技术未来发展值得关注的热点问题。分析了认知无线电系统当中需要重点解决的关键技术，包括频谱感知，动态

华中科技大学

毕业论文

认知无线电频谱分配技术

题 目：

及其应用分析

认 知 无 线 电 频 谱 分 配 技 术 及 其 应 用 研 究

2010年 月 日

认知无线电频谱分配技术

及其应用分析

摘要

近年来，随着无线通信技术的不断发展，频谱资源的使用日趋频繁，整个无线电频谱空间被划分的所剩无几。然而，从一些研究结果可以看到，频谱资源的缺乏更多是由于对不同无线接入技术的频谱分配不合理引起的。认知无线电技术在这样的背景下应运而生，它能够主动检测频谱使用情况，自适应的改变自身通信参数，择机的选择主用户暂不使用的频段进行通信，具有灵活、频谱利用率高等优点。

但是，对频谱的灵活应用要求认知无线电系统能够准确的检测并动态的分配频谱资源，其间还要为主用户的出现实现退避和切换功能，因此，频谱分配问题是认知无线电无线资源管理中的核心问题之一。目前，对认知无线电中的频谱分配问题研究已较为广泛，出现了基于图论理论等频谱分配问题模型，但是本领域的研究还刚刚开始。

本文首先对CR和频谱分配做简要介绍，主要阐述认知无线电的基

华中科技大学

毕业论文

认知无线电频谱分配技术

题 目：

及其应用分析

认 知 无 线 电 频 谱 分 配 技 术 及 其 应 用 研 究

2010年 月 日

认知无线电频谱分配技术

及其应用分析

摘要

近年来，随着无线通信技术的不断发展，频谱资源的使用日趋频繁，整个无线电频谱空间被划分的所剩无几。然而，从一些研究结果可以看到，频谱资源的缺乏更多是由于对不同无线接入技术的频谱分配不合理引起的。认知无线电技术在这样的背景下应运而生，它能够主动检测频谱使用情况，自适应的改变自身通信参数，择机的选择主用户暂不使用的频段进行通信，具有灵活、频谱利用率高等优点。

但是，对频谱的灵活应用要求认知无线电系统能够准确的检测并动态的分配频谱资源，其间还要为主用户的出现实现退避和切换功能，因此，频谱分配问题是认知无线电无线资源管理中的核心问题之一。目前，对认知无线电中的频谱分配问题研究已较为广泛，出现了基于图论理论等频谱分配问题模型，但是本领域的研究还刚刚开始。

本文首先对CR和频谱分配做简要介绍，主要阐述认知无线电的基

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一个基于认知无线电网络安全的研究

摘要

近年来无线通信的进展正在逐步引发频谱短缺问题。最近，一个叫做无线电认知(CR）的新型技术，正试图通过在无线通信和移动计算中动态的使用空闲频谱，来最大限度的弱化这个问题。无线电认知网络技术（CRNs）可通过使用认知无线电，由延伸到无线电链路层到网络层的功能组成。CRNs体系结构的目标是：通过更有效的方式而不是仅仅通过链接频谱效率访问CRNs，这样能够提高整个网络的操作，以便满足用户随时随地的需求。CRNs与其他传统的无线网络相比更灵活，可更多的曝露在无线网络中，也面临比传统无线环境更多的安全威胁。CRNs的独有的特性使得它所面临的安全问题更加棘手。在CRNs的安全性领域里有一些问题还尚未被研究。一个在ad hoc网络中能实现安全路由及其他用途的典型的公钥基础设施（PKI），是不足以能保证在有限的通信和计算资源的控制下保证CRNs的安全性。然而，如今越来越多的研究关注于主要由CR技术和CRNs中CR的独特特性所带来的安全威胁。因此，在这项研究中，本文对CRNs和它的架构以及安全问题进行了一个广泛的研究。

关键字：无线电网络 安全 信任 攻击 次级用户 主要用户

[1]我国现行法律体系中专门针对无线电管理的最高法律文件及其立法机关是： 中华人民共和国无线电管理条例，国务院和中央军委

[2]我国现行法律体系中专门针对业余无线电台管理的最高法律文件及其立法机关是：

[A]业余无线电台管理办法，工业和信息化部

[3]我国的无线电主管部门是： [A]各级无线电管理机构

[4]我国依法负责对业余无线电台实施监督管理的机构是： [A]国家无线电管理机构和地方无线电管理机构

[5]《业余无线电台管理办法》所说的“地方无线电管理机构”指的是： [A]省、自治区、直辖市无线电管理机构

[6]国家鼓励和支持业余无线电台开展下列活动：

[A]无线电通信技术研究、普及活动以及突发重大自然灾害等紧急情况下的应急通信活动

7]关于业余电台管理的正确说法是：

[A]依法设置的业余无线电台受国家法律保护

[8]无线电频率的使用必须得到各级无线电管理机构的批准，基本依据是“无线电频谱资源属于国家所有”，出自于下列法律：

[A]中华人民共和国物权法

[9]我国对无线电管理术语“业余业务”、“卫星业余业务”和“业余无线电台”做出具体定义的法规文件是

[A]中华人民共和国无线电频率划分规定

[10]业余电台的法定用途为

能量检测仿真实验代码：

clear all;clc; n = 5; ps = 1; SNR1 = -5; SNR2 = -8; SNR3 = -10;

% Sim_Times=10000; %Monter-Carlo times % m=5; T=0.001;

% 信号带宽W W=5*10^4; % 采样频率 Fs = 2*W; m = T*W; n = 2*T*W; % F0=W; % Fs=2;

% Sig=sqrt(2)*sin(2*pi*F0/Fs*t); %single tone samples, Fs=2F0 % 实际信噪比

snr1 = 10.^(SNR1/10); snr2 = 10.^(SNR2/10); snr3 = 10.^(SNR3/10); pn = (1/snr1)*ps; mu0 = n*pn;

sigma0 = sqrt(2*n)*pn; mu = n*(pn+ps);

sigma = sqrt(2*n*(pn^2+2*pn*ps));

% [noi,x0,mu0,sigma0,m0] = cnoi( n,pn ); % sig = randn(n,1); sig = 1; % 重复次数 count = 50

认知无线电(Cognitive Radio,CR)的学习能力是使它从概念走向实际应用的真正原因。有了足够的人工智能，它就可能通过吸取过去的经验来对实际的情况进行实时响应，过去的经验包括对死区、干扰和使用模式等的了解。这样，CR有可能赋予无线电设备根据频带可用性、位置和过去的经验来自主确定采用哪个频带的功能。随着许多CR相关研究的展开，对CR技术存在多种不同的认识。最典型的一类是围绕Mitolo博士提出的基于机器学习和模式推理的认知循环模型来展开研究，他们强调软件定义无线电(Software Defined Radio，SDR)是CR实现的理想平台。

针对CR研究中存在的多种描述，美国FCC提出了CR的一个相当简化的版本。他们在FCC-03322中建议任何具有自适应频谱意识的无线电都应该被称为认知无线电CR。FCC更确切地把CR定义为基于与操作环境的交互能动态改变其发射机参数的无线电，其具有环境感知和传输参数自我修改的功能。CR是一种新型无线电，它能够在宽频带上可靠地感知频谱环境，探测合法的授权用户(主用户)的出现，能自适应地占用即时可用的本地频谱，同时在整个通信过程中不给主用户带来有害干扰。无线电环境中的无线信道和干扰是随时间变化的