基于认知无线电的网络优化及ISM频段频谱分析

摘要

随着当今无线通信技术的迅猛发展，无线频谱短缺日益严重，而固定频带分配是造成这一问题的主要原因。因此，认知无线电（CR）技术应运而生，其可通过对无线环境的感知，识别出未被授权用户（PUs）使用的频谱空洞（SHs）并对其加以利用，从而提高频谱的使用效率。2.4GHz是全球唯一公开的频段，许多系统在此频段上工作，例如 ZigBee、WIFI、Bluetooth等，该无线频段本身就是一种不可替代的，非常罕见的资源，并且随着社会经济的发展，在资源固定，使用用户的越来越多的情况下，该资源显得更为珍贵，因此，在该频段应用认知无线电技术，以提高频谱利用率具备一定研究价值。
　　本文在研究认知无线电相关技术的基础上构建一个优化网络。此外，理论与实验分析了2.4GHzISM频段无线频谱的利用情况。具体工作如下：
　　1.对认知无线电相关知识进行了较深入的研究与分析，在频谱感知技术中，如何快速有效的找到最优信道进行数据传输是个业界研究重点，同时，在动态频谱接入阶段中，在不对授权用户进行干扰的情况下，最大的接入与使用频段是另一研究重点。
　　2.联合考虑了接入控制、信道分配、频谱管理及路由选择，构建了基于多跳的优化网络。优化模型以实现寻找一个可实现较大网络覆盖、具有较低累积时延、且具有合适移动性的多跳路径集合为设计基础,实现了设计了算法对优化模型问题进行求解，同时通过系统仿真,评估了算法性能。
　　3.分析2.4GHzISM频段无线频谱的利用的情况，并对当前一些无线设备在该频段的使用进行了分析。
　　4.使用频谱分析仪代替认知节点，检测一些无线设备对ISM频谱段的使用情况，并进行分析。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究现状

1.3 国内外研究现状

1.4本文的主要工作以及模块架构

第二章 认知无线电技术

2.1认知无线电的概念

2.2认知无线电的发展

2.3 频谱感知技术

第三章 多跳的无线网络优化模型

3.1 研究目标

3.2 研究内容

第四章 2.4GHz频段无线设备分析与应用

4.1 2.4GHz频段无线设备的研究

4.2 ZigBee无线技术

4.3 Wi-Fi无线技术

4.4 蓝牙（Bluetooth）无线技术

4.5 无线USB技术

第五章 频谱分析实验

5.1物理设计方案

5.2实验环境

5.3实验结果

5.4总结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

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