认知无线通信系统中频谱感知与频谱数据压缩技术研究

摘要

随着无线通信技术的快速发展，频谱资源的使用日趋频繁，致使频谱贫乏的问题日益严重，无线频谱的紧缺限制了无线通信的持续发展。认知无线电可以通过对授权频谱进行“再次利用”的方式，为缓解频谱资源缺乏与日益增长的无线频谱需求之间的矛盾提供了可行的方法。因此，认知无线电已成为近些年来无线通信领域研究的一个热点。认知无线电技术的实现，需要准确地探测到频谱的使用状况，并且进行频谱信息的交流与传递，才能更有效地去开展认知无线电业务。本文针对认知无线电技术领域中的频谱感知、以及频谱信息的压缩处理技术进行研究，为通信节点间进行频谱信息的获取和交互提供保障。
　　 本文首先简要介绍了认知无线电研究概况及其概念和关键技术，并对认知无线电频谱感知技术做了详细研究。在此基础上，针对采用传统的周期图法对谱估计的不足，介绍了几种改进的周期图法，在USRP软件无线电平台上设计实现了频谱感知功能模块，并进行了测试与分析。其次，借鉴了JPEG的压缩思路，提出了三种压缩方法，采用PCM量化编码和Huffman压缩编码，对感知获取到的频谱状态信息进行量化、编码和压缩编码，从而降低了节点间交互数据长度。