3、基于超宽带技术的稳健认知控制信道设计

基于超宽带技术的稳健认知控制信道设计

1. 认知无线电网络概述

认知无线电网络可分为合作式和非合作式。在合作式网络中，认知无线电节点会交换信息以优化认知循环过程；而在非合作式网络中，每个节点独立执行各项功能。通常，合作式网络比非合作式网络更高效，能更快收敛到最优解。本文主要聚焦于合作式认知无线电网络，这类网络需要认知控制信道（CCC）在认知无线电（CR）节点间交换频谱感知、分析和决策信息。

认知信道可分为带内CCC和带外CCC两类：
- 带内CCC ：CCC信息与用户数据通过同一无线电接口（RI）传输。例如在蜂窝网络（如UMTS）中，CCC是一个逻辑信道，与用户数据/语音传输共享资源。但该方案的关键缺点是设备仍需进行扫描以获取CCC所在RI的信息，且需开发特殊机制来传播CCC信息。
- 带外CCC ：使用一个专门的无线电接口来传播CCC信息，认知信道使用专门为认知无线电网络设计的频谱频段和信道定义。其主要优势是易于实现，任何符合CCC标准的终端都能获取CCC信息，不过每个设备需要额外的标准化无线电接口来接收CCC信号。

2. 超宽带技术

2.1 超宽带（UWB）脉冲信道

2002年2月，美国联邦通信委员会（FCC）批准UWB技术用于商业应用。FCC将UWB定义为带宽与中心频率之比大于20%，或者在3.1 - 10.6 GHz频率范围内 -10dB带宽超过500 MHz的信号。FCC允许UWB设备在无执照的基础上运行，但需遵循室内和室外环境的严格功率谱掩码，在7.5 GHz的工作带宽内，最大平均有效全向辐射功率（EIRP）谱密度为 -41.