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。这种在空域、时域和频域中出现的未被利用的频谱资源被称为“频谱空穴”。认知无线电的核心思想就是使无线通信设备具有发现“频谱空穴”并合理利用这些频谱空穴的能力。

目录

第一章 绪论 5

1.1 课题研究意义及背景5

1.2 频谱预测方法·8

第二章 基于门限的频谱感知方法14

2.1 基于能量检测的频谱感知方法14

2.2 基于高阶统计量的频谱感知方法·15

第三章 基于感知门限的频谱预测方法·16

3.1 AWGN（加性高斯白噪声）信道下的频谱感知门限·16

3.2仿真结果与分析·16

第四章 瑞利信道下的平铺预测方法23

4.1 瑞利信道下的频谱感知门限23

4.2仿真结果与分析·24

第五章 总结与展望27

致谢28

参考文献29

第一章 绪论

1.1课题研究意义及背景

 频谱预测技术的兴起和发展为解决无线频谱资源紧缺的问题提供了全新的途径。它通过允许认知用户自适应地感知授权频段在时间和空间上的频谱空穴，机会式地利用空穴进行信号传输，达到提高频谱的利用率的目的。CR还使得无线通信系统可不经授权地使用传输特性更好、带宽更宽的频段，有利于平衡通信的成本和性能；同时，宽带无线通信系统通常所具有大动态范围的业务流量特性，正适合于在较宽的动态可用频段内进行机会式传输。频谱感知作为认知无线电的关键技术之一，允许非授权用户伺机访问未使用的授权频带资源，从而大大改善了频谱利用率，并且具有较低的部署成本和较好的兼容性。因此，频谱预测不仅是提高未来无线通信系统频谱利用问题的有效途径，也是技术和应用上的迫切需求。

随着无线通讯设备的增长以及无线通信的需求增加，无线频率这种不可再生资源日益紧张，成为稀缺资源。现行的频率资源分配策略中，频率被划分成不同频段，不同的频段承载不同的无线业务，这些业务独立使用各自的频段，互不千扰。这种分配策略管理简单，但频谱使用效率却较为低下。传统的频谱分配策略中，频谱资源被划分成不同频段，每个频段承载不同的通信业务，这种分配策略管理简单，但频谱利用率较低，已经不能满足日益增长的无线通信业务需求。实际上，频率资源并非真正的消耗殆尽，现有的研究结果表明当前无线频谱的使用效率极为低下，在美国，非授权频谱中只有人约10%被频繁使用，授权频谱更只有约2%被频繁使用，其它国家的频谱使用率则更低。这种现象是由现有的静态频谱分配方式造成的，人部分频谱利用率低下，同时各个频谱利用程度不均衡。所谓的“频谱短缺，，

是因为在现行的静态频谱分配方式下，拥塞频段的用户无法访问其它空闲频段，使得频谱使用效率低下。因此，需要寻求一种更有效的频率资源分配方式，以充分利用各地区内各时段的空闲频谱，以缓解不断增长的通信需求与有限的静态分配频一6n之间的矛盾。

为解决这些矛盾，需要对现行的静态频率资源分配方式进行改变，允许非授权用户(Secondary Users)在不干扰授权用户(Primary Users)通信的前提下，充分利用频谱空洞(Spectrum Holes)，即某些未被授权用户完全使用的频段或者时隙等进行通信。认知无线电的出现使这样的设想成为现实，也被认为是解决现在频谱紧缺问题的方法之一。认知无线电用户具有感知周围环境的能力，可以通过感知周围的频谱使用情况，检测授权频段的使用情况，智能地调整非授权用户的接入方式及接入频谱范围。非授权用户在不干扰授权用户通信的前提下，使用原来未被完全利用的频谱资源，从而使得整体的频谱利用率得到提高。