【正文】 以得到： ? ?102e x p 0 1Nikkikd s j i NN?????? ? ? ? ?????? （ 22） 通過對(duì)以上式子的分析可以得出， 在傳輸過程中 OFDM 系統(tǒng)的調(diào)制是可以通過由IDFT 來處理，同樣的 OFDM 系統(tǒng)的解調(diào)可以看成由 DFT 來處理。 如果相對(duì)較大的系數(shù)來說，（ 22）等效的 IDFT 可以完成 OFDM 的基帶信號(hào)。 OFDM 系統(tǒng)調(diào)制需要很多的濾波器、調(diào)制器、一些想干解調(diào)器等。這樣不僅可以恢復(fù)原始數(shù)據(jù)位的順序 ,同時(shí)也傳播由于衰落信道是一系列的錯(cuò)誤 ,近似均勻分布。因此，為了提高系統(tǒng)性能， 大多數(shù)系統(tǒng)使用數(shù)據(jù) 作為字符串 /和轉(zhuǎn)換工作的一部分，這可以通過隨機(jī)分配到每個(gè)副載波上每個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)位。不同的子載波的調(diào)制是不同的，它是可以采用自適應(yīng)調(diào)節(jié)。 在這個(gè) OFDM 系統(tǒng)中將那些比較高的數(shù)據(jù)傳送輸入的串行的比特流可以進(jìn)行串、并的一些變換，把這些高的轉(zhuǎn)換成較低的數(shù)據(jù)流。 可是在這些并行的數(shù)據(jù)傳送的系統(tǒng)中，會(huì)有很多個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)能夠被同時(shí)的進(jìn)行傳輸。當(dāng)然，這種復(fù)雜的經(jīng)濟(jì)意味著收發(fā)不能同時(shí)發(fā)送和接收操作。 然后與 FFT 逆變換，選擇適當(dāng)?shù)男盘?hào)轉(zhuǎn)換成發(fā)送和接受的信號(hào)。再通過加入循環(huán)的前綴和加是為了防止有其他頻譜的干擾，再通過數(shù)字和模 擬的變換，然后發(fā)送到接受部分的天線。圖的上半部分對(duì)應(yīng)的是發(fā)射機(jī)的結(jié)構(gòu)，河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 下半部分對(duì)應(yīng)的是接收器的結(jié)構(gòu)。事實(shí)上，就是將開始發(fā)送的高功率變成多個(gè)子載波的低功率的比特 率，然后這些低功率的比特流，還可以相應(yīng)的去調(diào)制其子載波， 其中 OFDM 系統(tǒng)的最大的優(yōu)點(diǎn)就是能夠提高頻譜的利用率。也可以被看成是一種多載波的復(fù)用技術(shù) [9]。它和 20 世紀(jì) 50 年代類似系統(tǒng)的區(qū)別主要有： （ 1） 近幾年的發(fā)展的 OFDM 系統(tǒng)在一定程度上提高了頻譜的 利用率，而且從某種程度上也提高了數(shù)據(jù)的傳輸速率，已調(diào)制的各路子載波信號(hào)，這些頻譜信號(hào)是相互重疊的； （ 2） 每路子載波的調(diào)制十多進(jìn)制調(diào)制； （ 3） 因?yàn)槊柯纷虞d波調(diào)制的信號(hào)的調(diào)制方式不同，則可以根據(jù)各路子載波處信道特性、根據(jù)信道的優(yōu)缺點(diǎn)采用不同的頻譜。因此 OFDM 就在這樣的背景下得到發(fā)展。 現(xiàn)在的多媒體進(jìn)行通信的信息傳輸速率則會(huì)被要求達(dá)到若干的 Mb/s。后來到了 80 年代， L. J. Cimini 博士當(dāng)時(shí)提出 并分析了移動(dòng)通信在 OFDM系統(tǒng)中存在的一些問題，后來隨著這些問題，提出了解決在 OFDM 中移動(dòng)通信提出的問題。認(rèn)知無線電是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用技術(shù)很熱門的一項(xiàng)技術(shù)，很多應(yīng)用都需要在認(rèn)知無線電的基礎(chǔ)上去發(fā)展、去研究的一些學(xué)術(shù)的東西，例如一些關(guān)鍵的技術(shù)，一些復(fù)雜或簡單的算法等，都需要通過在認(rèn)知無線電的基礎(chǔ)上去發(fā)展， 所以在 認(rèn)知無線電的發(fā)展在將來中必將越來越火熱，把人們通過這個(gè)認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系起來。 但是這里面也會(huì)存在一些缺點(diǎn)，需要人們?nèi)タ朔?，所以就需要盡量的 無能量的分配或者使能量的最低。 第二種就是盡量避免弄一些干擾的填充式的方法來解決問題。這樣可以 劃分為三種方案。會(huì)根據(jù)一定的情況進(jìn)行對(duì)頻譜進(jìn)行對(duì)頻譜的管理和頻譜的選擇。頻譜的分布式情況這個(gè)傳送信息就需要根據(jù)協(xié)商來獲取部分的可靠有效的資源信息。在這種分布式下的結(jié)構(gòu)當(dāng)中可以通過各個(gè)節(jié)點(diǎn)或者其他一部分的通過頻譜和信道之間的 相互協(xié)商來約束和管理用戶的使用情況。 （ 2） 頻譜共享 在這個(gè)認(rèn)知無線電中主要研究的一些網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，一些用戶的接入方式可以進(jìn)行分類：如果按照正常的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來分類的話則可以分為頻譜集中和頻譜的分布。當(dāng)然這里面會(huì)對(duì)這個(gè) 關(guān)鍵的通信信道的設(shè)計(jì)也有一定的要求，首先一部分是可定義選擇一段特定的頻譜作為專用的控制信道，這樣就可以避免外部的干擾，其次，人們也可以河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 6 選擇一段沒有經(jīng)過授權(quán)的頻譜頻段作為這個(gè)通信的控制信道， 最后也可以根據(jù)那些非授權(quán)的頻段可以利用一些超寬的技術(shù)進(jìn)行信令在通信信道中傳輸，這樣出來的頻譜參數(shù)、頻譜移動(dòng)的管理部分和原來的先前的那些有著固定的頻段是有著一些不相同的情況，跟以前的分配結(jié)構(gòu)是不相同的， 認(rèn)知無線電在用戶當(dāng)中是一種處于動(dòng)態(tài)的一種頻譜，如果能夠選擇一種最合適的通信頻段，這是 最好的方式。就這個(gè)光譜特征的信息可以了解到，如果想確定以 及保證這個(gè)頻譜能夠合理的分布，因?yàn)轭l譜的合理分布會(huì)對(duì)當(dāng)前的用戶 和當(dāng)前人 們 對(duì)這個(gè)頻譜的有效性和可靠性的需求等都很重要的。 2． 無線電在 介質(zhì)訪問控制層 方面的 關(guān)鍵技術(shù) （ 1） 動(dòng)態(tài)頻譜資源的管理 利用光譜信息獲得的光譜傳感、頻譜分析、 決策的頻譜可以授權(quán)頻譜 。 （ 3） 數(shù)據(jù)傳輸 經(jīng)過以上的頻譜的感知和對(duì)信道的估 測(cè)，認(rèn)知無線電有條件可以優(yōu)選空閑的頻譜資源。 干擾檢測(cè) [7]是為了能夠準(zhǔn)確無誤的 使主用戶和二級(jí)用戶能夠正常的通信，正常的進(jìn)行工作，所以通過人們的研究可以加入干擾值，可以減少對(duì)他們通信的錯(cuò)誤，當(dāng)然在這個(gè)加入這個(gè)干擾值，也是有一定的限制那就是這個(gè)主用戶接受的時(shí)候它所產(chǎn)生的干擾值要小于某一個(gè)特定的規(guī)定的一種干擾的門限值，所以這個(gè)主用戶和二級(jí)用戶就可以一起來分享這個(gè)共同大的使用通信的頻譜，如果大于某一個(gè)規(guī)定的干擾的門限值， 那么可能就不能共同使用同一個(gè)頻譜段，這樣就需要去尋找另一個(gè)可以使用的頻譜段。雖然可以檢測(cè)到微弱的信號(hào)通過 傳輸檢測(cè)，但是在檢測(cè)過程中這個(gè)二級(jí)用戶他們是會(huì)可能存在一個(gè)這樣的問題就是隱藏終端的問題。 周期的平穩(wěn)性是一個(gè)相當(dāng)有難度的測(cè)試，如果沒有一定的耐力，沒有很強(qiáng)的思維能力，對(duì)數(shù)學(xué)算法的高度認(rèn)識(shí)，那么使用這個(gè)周期平穩(wěn)的檢測(cè)需要很長的時(shí)間，所以一般不用。 周期平穩(wěn)特征檢測(cè)通過分析頻譜相關(guān)函數(shù)可以檢測(cè)出這些特征 ,有些調(diào)制信號(hào)本身是互相有聯(lián)系的，不是沒有一點(diǎn)的聯(lián)系，所以調(diào)制信號(hào)能夠互相的參考。 例如調(diào)制方式、脈沖形狀、格式時(shí)，最好的最有用的最可靠的檢測(cè)器就是匹配濾波器，因?yàn)樗茏畲蠡慕邮苄畔⒗锩娴男旁氡取? 傳輸檢測(cè)是指主用戶在某一頻段所使用的頻譜被下一級(jí)的二級(jí)用戶所檢測(cè)到微弱的信號(hào)，知道有很小的信號(hào)，然后檢測(cè)是否這個(gè)頻段是空閑的。這樣有效的提高了頻譜的感知能力的可靠性。 1． 在 物理層 方面的 關(guān)鍵技術(shù) （ 1） 頻譜感知 在物理層中主要是采用頻譜的感知能力才能準(zhǔn)確的去捕獲一些處于空閑狀態(tài)下的時(shí)間頻譜、空閑頻譜， 認(rèn)知無線電可以感知很寬的頻譜帶寬，并且能進(jìn)行帶寬的頻段時(shí)域或空間的分析估測(cè)等，這將是對(duì)射頻的開頭設(shè)計(jì)是一個(gè)很大的考驗(yàn) 。 認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù) 介紹 認(rèn)知無線電 是現(xiàn)代信息時(shí)代中發(fā)展很迅速的一種技術(shù)，這個(gè)認(rèn)知無線電具有很強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，會(huì)根據(jù)環(huán)境中的變化然后也進(jìn)行變化參數(shù)的一種能力，它能夠與周邊環(huán)境進(jìn)行相互傳達(dá)的信息， 認(rèn)知無線電會(huì)隨著現(xiàn)代的進(jìn)步將會(huì)成為現(xiàn)代的關(guān)鍵技術(shù)。因?yàn)檫@樣可以經(jīng)過相鄰的節(jié)點(diǎn)傳遞低功率代替了遠(yuǎn)距離節(jié)點(diǎn)傳遞的功率大的 在 Mesh 網(wǎng)絡(luò)中 也能模擬路由器的功能，從鄰近節(jié)點(diǎn)接收消息并進(jìn)行中繼轉(zhuǎn)發(fā)。 WLAN 對(duì)認(rèn)知無線電能夠充分發(fā)揮，其中這個(gè) WLAN 的特點(diǎn)是雖然工作 的范圍小 ， 但是工作的地點(diǎn)很靈活的，其中它的工作無線環(huán)境相對(duì)來說是比較簡單的。認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)有如下幾個(gè)方面： 1． 在 UWB 中的應(yīng)用 UWB 技術(shù) [7]基于認(rèn)知無線電的技術(shù)擁有較高的傳輸速率、系統(tǒng)的容量較大、消耗的功率低、抗多徑效應(yīng)的能力強(qiáng)并且成本低的特點(diǎn)，被稱為下一代的無線通信革命技術(shù)，很有可能就是未來信息寬帶無線中組具有潛力的技術(shù)。第二種就是可以切換到其他空閑的頻譜當(dāng)中去 ，這樣就會(huì)避免對(duì)授權(quán)用戶的干擾。在非授權(quán)中認(rèn)知無線電采用重構(gòu)能力主要的目的是：如果認(rèn)知無線電感知到了空洞的頻譜， 需要充分的利用這些頻譜然后在不產(chǎn)生對(duì)非授權(quán)用戶的干擾下，可以為這些非授權(quán)的用戶提供可靠額信息。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 無 線 環(huán) 境頻 譜 分 析頻 譜 判 決 發(fā) 射 信 號(hào) 信 道 容 量 射 頻 激 勵(lì) 頻 譜 空 洞 信 息 射 頻 激 勵(lì) 圖 1 1 認(rèn) 知 環(huán)頻 譜 感 知無 線 環(huán) 境頻 譜 判 決 會(huì)根據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中一些處于動(dòng)態(tài)的編程的無線通信設(shè)備，然后可以根據(jù)不同的傳輸方式則得出的通過這些無線設(shè)備中接受不同的數(shù)據(jù)信息， 這就是認(rèn)知無線電的重構(gòu)能力 [5]。然后檢查出空洞的頻譜后，可以充分的 利用這些頻譜，充分利用這些頻譜，盡量提高其利用率。 認(rèn)知無線電的特點(diǎn) 具有一種認(rèn)知的能力 [4]，它可以從周圍的環(huán)境當(dāng)中，通過一種流程通常包含頻譜的感知、頻譜的詳細(xì)分析、頻譜的判定，能探測(cè)出哪些頻譜是處于忙的狀態(tài)，哪些是處于空閑的狀態(tài)。 Hay Kin教授從信號(hào)處理角度作為出發(fā)點(diǎn) ， 認(rèn)知無線電 被認(rèn)為 是可以 作為 認(rèn)知外界通信環(huán)境的智能通信系統(tǒng) 指標(biāo) 。 據(jù)文獻(xiàn) [5]的定義 來看 ，認(rèn)知無線電技術(shù)將 會(huì) 連續(xù)不斷地認(rèn)知外部環(huán)境的各種 各樣的信息例 如授權(quán)用戶終端和認(rèn)知無線電終端的工作頻率調(diào)制方式 、 接收端的信噪比 、 網(wǎng)絡(luò)的流量分布 、 甚至 可以是 認(rèn)知用戶的行為和說話內(nèi)容等 ，并 且對(duì)這些信息進(jìn)行分析，學(xué)習(xí)以及判斷，然后經(jīng) 過對(duì)無線電知識(shí)介紹語言和 其他認(rèn)知無線電終端 然后 進(jìn)行智能 的交流， 然后選擇適合 的工作頻率 、 調(diào)制方式 、發(fā)射功、 介質(zhì)訪問協(xié)議和路由等， 從而 保證 使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)能夠一直 提供可靠的通訊 ， 結(jié)果 達(dá)到最佳的頻譜利用率 效果。 認(rèn)知無線電定義 在了解認(rèn)知無線電的前提下，需要先了解一下軟件無線，因?yàn)檫@個(gè)軟件無線 電 是認(rèn)知無線電的基礎(chǔ)前提。 （ 2） 非授權(quán)用戶 [4]也叫做二級(jí)用戶或者也可以叫做認(rèn)知無線電用戶，它們不擁有任何的頻段。 （ 2） 非授權(quán)頻譜 是 可以給任何人都是用的頻段，頻段是不需要繳費(fèi)的。 于是就有人提出了認(rèn)知無線電的 定義，主要的思想就是能夠充分的利用頻譜資源，擁有較小的頻譜可以充分的提高其利用率 [2]。并且 現(xiàn)在大多數(shù)人都采用這些網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 采用 的是非授權(quán)的頻段進(jìn)行工作和日常的生活 。 本 節(jié)將對(duì)認(rèn)知無線電產(chǎn)生的背景以及概念進(jìn)行簡單 的介紹。認(rèn)知無線電通過檢測(cè)哪里會(huì)有空閑的頻譜，感知后就會(huì)給認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)提供一些基本的頻譜信息。 multiuser。 關(guān)鍵詞 ：認(rèn)知無線電 ； OFDM； 多用戶 ； 注水算法Abstract II Abstract Now the technology of wireless munication is developing more and more hot, but at the same time, it also will face the problem: the resources of the spectrum bee more and less. Before the static wireless spectrum management approach will let some spectrum is often in an idle state. These are often idle and limit the spectrum utilization. If this is long, it will affect the utilization of the spectrum, resulting in the waste of spectrum resources. The main purpose is to improve the utilization of the spectrum, people then put forward the idea of cognitive radio. The development of the orthogonal frequency division multiplexing based on the cognitive radio can reduce the total transmission power, and transmit the high power from serial to multiple parallel sub carriers with low power. First, this article introduced explained the background of cognitive radio and two of cognitive radio concept, cognitive radio characteristics of cognitive capacity enough induction of the external environment detection, analysis of spectrum and the spectrum determination. Secondly, some research is made on the cognitive radio spectrum of OFDM, and the features of the cognitive radio spectrum sensing system are studied. For cognitive radio OFDM resource allocation algorithm, in this section, through simple introduce