毕业设计（论文）开题报告
题 目 认知无线电的应用研究
专 业
学 号 姓 名
指导教师
2012年 03 月 09 日
课题来源及研究的目的和意义
我们知道，在世界各地，能入户的线路，除了电话线和有线电视电缆以外，就数电力线了。而电力线是其中普及最广的线路，进入家家户户，甚至一个楼里的每个房间都有电源插座。整个低压配电网的结构非常适合互联网接入。况且一些不发达地区比如山区偏远农村目前还没有电话线和有线电视电缆，电力线成了唯一可选的通信媒介。
另外，对于家庭联网而言，连接信息家电的基础设施必须易于安置，且安装和维护费用低廉，性能良好。户主往往不是网络专家，典型的高性能网络对日常生活而言显然过于复杂。目前，已有多种联网技术可用于家庭联网，例如以太网，可以在住家内敷设UTP-5类线进行联网。此外，还有各种无线网也可用于家庭联网，如802.11x，蓝牙和HomeRF等，只要在住家内安装多个互联的无线接入点(WAP)和基站即可。但是，它们的安装麻烦，
需要花钱请外部人员来建网。虽然用电话线也可建网，如HomePNA等，但因受电话线插口的而失去移动性。因此，直接使用住家内电力线与插座作为数据通信媒介将使BPL发挥用武之地。
随着Internet技术和市场应用的快速发展，各种宽带接入方式相继出现，利用电力线进行高速数据传输的技术也取得了重大进展。更高速率的宽带电力线设备，例如45 Mbit/s、85 Mbit/s、200 Mbit/s等速率的产品相继问世，利用宽带电力线上网已经成为独特的接入方式，但是电力线通信系统（PLC系统）引起的电磁兼容问题成为PLC推向市场的最大障碍。
电力线高速数据通信技术是一个正在发展中的崭新学科。电力线一般用来传输220V/50Hz电能,为了提供从数Mbit／s到数十Mbit／s以上的数据传输，就必须采用数MHz以上的频段。但在当前的技术条件下，这会引发严重的EMI(电磁干扰)。例如，NOR．WEB公司的PLC系统运行后，发现路灯变成了发射天线，干扰了包括英国广播公司4台在内的多家广播电台的无线电信号接收
因此作为一种宽带接入手段，电力线通信引起了人们的关注。但是在电力线传宽带输信号时会受到周围的频谱干扰，利用认知无线电技术频谱感知检测可用频谱变得尤其重要。
国内外在该方向的研究现状及分析
PLC现状：
BPL技术最先是由瑞士Ascom公司提出的，利用类似Cable Modem方式在电力线上提供宽带数据业务。电力公司可建立一些由多个用户共享的宽带连接节点。所不同的是，
BPL技术使用的是直接与插座相连的现有电力线，不需要电话线，只要用一个BPL适配器插入插座即可。迄今，全世界已有若干种BPL系统在进行现场试验。在欧洲，例如在德国、西班牙、法国、奥地利和瑞士等都已开始大规模现场铺设。在亚洲，试验刚刚开始。2002年8月，PowerCom Network公司(是Cheung Kong Enterprises与中国CLP TeleCom的合资公司)成立，与Hutchison Global Crossing合作开发专有的BPL服务。在新加坡，一家地区ISP公司Pacific Internet与SP Telecom合作，于2002年10月底完成了BPL演示，但何时商用尚未定。目前，走在较前面的是美国。
认知无线电频谱感知现状：
在认知无线电的发展过程中，对于认知无线电的定义和其功能的认识存在不同的观点。其中具有代表性的是Mitola、 SimonHaykin及美国联邦通信委员会FCC的观点，多种观点各有偏重，相互补充。
根据国内外的研究情况，一般来说，认知无线电频谱感知技术可以分为基于发射机的检测、合作(协作)检测、基于干扰的检测和基于接收机的检测这几大类。当然，在实际的感知算法中，为了提高检测性能，各种方法会有所融合。
从2000年Joseph MiOtla提出了认知无线电(CR,Cogntive Radio)的概念，短短6年，认知无线电技术受到了许多工业组织，大学，研究中心，企业的支持和推进，他们认为CR技术是继软件定义无线电(SDR)技术后的另一个大事件。许多著名研究机构和大学的研究中心都开始了对认知无线电理论、实现方式和实际应用的研究;各标准化组织和行业联盟也纷纷开展相关的研究，并且开始着手制定认知无线电的标准和协议。
著名通信理论专家Simon Hakin在2005年2月JSACinCommunications上发表了
关于认知无线电的综述性文章“Cognitive Radio:Brain-Empowered Wireless Communications”，开始了国际性的认知无线电技术研究。随后Berkeley、Virginia、Stevens等大学研究所和软件无线电论坛等研究组织纷纷展开研究，Rutgers大学Winlab实验室还进行了认知无线电平台的开发。目前，国外大学和一些科研机构也开始投入认知无线电技术的研究当中。
其中具有代表性的是：
(a)由美国国防高级研究计划署(DARPA)资助的下一代无线通信(XG)项目，主要研究系统方法和关键技术，以实现基于认知无线电技术的动态频谱应用；
(b)维吉尼亚无线通信技术中心主要关注基于遗传算法的认知模型的研究及认知无线电节点引擎实验床的研发；
(c)英国的移动电信技术虚拟中心开始转向认知无线电的研究中，其多模终端研究小组与布里斯托尔大学通信系统研究中心开始联手进行自适应射频技术的研究；
(d)欧洲通信协会资助的DRiVE、OverDRiVE和TRUST项目主要关注在混合的多无线电网络中频谱的动态分配和流最控制，该协会同时资助的端到端重配置网络研究(E2R)项目主要研究如何通过端到端重配置网络和软件无线电技术将未来不同类型的无线网络融合起来，对基于认知无线电应用的市场模型、认知无线电网络的定价策略和计费策略也进行了初步研究；
(e)此外，美国加州大学伯克利分校、荷兰的代尔夫特大学、德国柏林技术学院等也有关于认知无线电方面的研究。
全球认知无线电研究情况统计表 篇
从上表可以看出，全球一共有32哥国家对认知技术进行了研究。瑞士、英国、美国等都是认知无线电技术研究的发起者，而美国一直都是认知技术研究大国。从Joseph Mitola Ⅲ博士创造了“认知无线电”这个词移来，美国的Mitre Corp·Mclean就接着在IEEE上发表了一篇名为《Cognitive radio for flexible mobile multimedia communications》的文章，随后美国一直处于研究的前列，其数量一直是其他国家的总和还要多，这也说明美国对新技术的重视；欧洲国家如德国、法国、荷兰等也是投入了大量时间和金钱对认知技术进行研究；
中国对认知无线电技术的研究开始也比较早，特别是经过2006---2008年这3年时间，中国的文章数量已经超过英国跃居第2了，这一点充分说明了近3年来中国对新兴技术的支持；另外韩国、新加坡、日本等亚洲国家在这方面也有不错的成就。
中国对认知技术的研究在IEEE上显示的是2006年，当然实际研究会更早些。北京邮
电大学是中国认知无线电技术研究得最多和最早的机构，另外电子科大、浙江大学、清华大学也对认知无线电技术有深入的研究，除此之外还有很多学校也对认知无线电技术进行研究。中国近年来对认知无线电技术的研究力度明显加大。2008年5月26日至30日在北京邮电大学举行了中欧认知无线电系统工作会议，这标志着中国在认知无线电技术方面的成果取得到了大家的公认。
主要研究内容
本课题《认知无线电在宽带电力线载波通信中的应用研究》宋立众老师只要求做认知无线电频谱感知的研究，故本课题主要研究内容为---------------认知无线电频谱感知研究
研究方案及进度安排，预期达到的目标
在老师的带领下做如下进度安排：
进度安排：
（1）：三月份学习matlab、了解PLC背景知识、看书学习认知无线电频谱感知技术
（2）：四月份开始着手做认知无线电频谱感知的仿真至少初步做出一到二种检测如能量检测、匹配滤波器检测等
（3）：五月份做出剩下的频谱感知仿真并且完成毕设论文大部分内容
（4）：六月份进一步完善修改毕设准备答辩
预期达到目的：实现几种认知无线电频谱感知技术的仿真分析
为完成课题已具备和所需的条件和经费
所需要的条件：了解PLC和认知无线电的背景知识以及MATLAB的相关知识
已具备条件： 该方面的相关书籍与网上的一些资料以及MATLAB初级的应用
主要参考文献
1.周贤伟《认知无线电》·国防工业出版社
2.周小飞《认知无线电原理及应用》·北京邮电大学出版社
3.【美】Bruce A. Fette《认知无线电技术》·科学出版社
4.曹华孝《认知无线电技术的国内外发展与研究现状》论文5.S．Haykin．Cognitive Radio：Brain—Empowered Wireless Communicafions．IEEE JSAC，Febrnary 2005，23(2)
6. (德) 哈斯尼加, H.(Hrasnica, Halid) 著 《宽带电力线通信网络设计》·人民邮电出版社
7. 朱辉《认知无线电频谱感知技术研究》论文
8.中国联通《宽带电力线重新获得关注》
9. IEEE 802．22 Document．22一O5—0007一xx一0000_ RAN _Requirements．doc [Online]，Available：http：//www．IEEE 802．org/22/
10. 郭晨，彭涛，王玮，王文博. 认知无线电网络的检查协作频谱感知技术[J]. 吉林大学学报( 工学版)，2009(3)，PP.1–6.
