張旭偉

【摘要】人們之間的通信當(dāng)前最重要的應(yīng)用就是頻譜資源應(yīng)用，但是現(xiàn)在的頻譜資源越來越緊張，需要不斷發(fā)展新型的無線通信設(shè)備和應(yīng)用，認(rèn)知無線被當(dāng)做是一種智能無線電技術(shù)，隨著高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展逐漸受到人們的關(guān)注，認(rèn)知無線技術(shù)的自主尋找能力比較強(qiáng)，全世界都在關(guān)注頻譜資源的緩解問題，認(rèn)知無線這種顛覆性的分配模式能夠有效地提升無線頻譜的使用效率，發(fā)展前景比較大，對合理應(yīng)用認(rèn)知無線技術(shù)有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【關(guān)鍵詞】認(rèn)知無線電；移動通信；關(guān)鍵技術(shù)

【Abstract】The most important application of communication between people is the spectrum of resources applications， but now the spectrum of resources more and more tense， the need to continue to develop new wireless communications equipment and applications， cognitive wireless is regarded as an intelligent radio technology， with the The development of high-tech industry has been paid more and more attention， cognitive wireless technology is relatively strong ability to find， the world is concerned about the mitigation of spectrum resources， cognitive wireless disruptive distribution model can effectively enhance the wireless spectrum The use of efficiency， development prospects are relatively large， the rational application of cognitive wireless technology has a very important practical significance.

【Key words】Cognitive radio；Mobile communication；Key technology

1. 前言

分析無線電的基本技術(shù)熟悉無線電的基本情況，對未來移動通信產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢也是有很大影響的，無線電是一種非常先進(jìn)的傳遞信息方式，在人類漫長的研究中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。當(dāng)前社會的無線通信技術(shù)發(fā)展非常迅速，人們對于通信技術(shù)的依賴性也非常強(qiáng)，無線頻譜資源本身就比較緊張，這樣一來資源情況就進(jìn)一步惡化。無線頻譜的低頻片段利用率非常低，但是傳播特性情況還是很好的，只是平均頻譜利用率還不夠百分之五，這種情況使得認(rèn)知無線技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。

2. 認(rèn)知無線電概述

2.1 無線電頻譜。

無線電頻譜和無線電是互相聯(lián)系的，通俗的說就是頻率的分布曲線，根據(jù)頻率不同、振幅不同按照一定的頻率排列形狀形成的圖像就是頻譜。無線電頻率排成的圖像就是無線電頻譜，傳統(tǒng)觀念認(rèn)為無線電頻譜取之不盡用之不竭，屬于一種可再生資源，但是根據(jù)人們不斷開發(fā)利用發(fā)現(xiàn)無線電頻譜是非常有限的公共資源，伴隨著人們對無線電頻譜越來越熟悉，人們已經(jīng)意識到了現(xiàn)實(shí)問題中最重要的就是解決日益緊張的無線電頻譜問題。

2.2 無線電通信系統(tǒng)。

隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，一般來說只有政府才能決定無線頻譜的劃分，在不同的頻帶上存在著很多不同種類的通信系統(tǒng)，最大程度的提升無線頻譜的利用效率是政府劃分無線頻譜的最主要的依據(jù)。因?yàn)槟承╊l段的利用率太低導(dǎo)致移動電網(wǎng)絡(luò)超負(fù)荷使用，研究者當(dāng)前面臨的主要問題就是如何合理分配頻譜資源。無線電的概念在上個世紀(jì)末就已經(jīng)提出過了，明顯指出這種智能技術(shù)使用出發(fā)點(diǎn)應(yīng)該最大化利用效率較低的頻譜資源。

3. 認(rèn)知無線電的特征和關(guān)鍵技術(shù)

3.1 認(rèn)知無線電的特征。

“認(rèn)知”是認(rèn)知無限的首要特征，也是認(rèn)知無線電最重要的特征，在無線環(huán)境中感知周圍的不確定環(huán)境就是認(rèn)知無線工作的主要任務(wù)。沒有被使用的頻譜能夠被認(rèn)知無線智能化選擇出來，具體的步驟主要分為感知、頻譜判決和分析，重構(gòu)是認(rèn)知無線的另一個主要特征，根據(jù)檢測到的具體情況在感知到無線的情況下進(jìn)行自主編程活動，這項(xiàng)工作就不會對其他用戶產(chǎn)生什么干擾，如果某一段認(rèn)知無線頻譜沒有被識別那么實(shí)際應(yīng)用過程就會受到很大阻礙，為了避免干擾往往會選擇自主修改某些特定參數(shù)，使用一些閑置的頻段進(jìn)行通信。

3.2 認(rèn)知無線電的關(guān)鍵技術(shù)。

認(rèn)知無線的關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)、頻譜感知技術(shù)和寬帶射頻前端技術(shù)，頻譜感知技術(shù)的基礎(chǔ)是寬帶射頻前端技術(shù)，提升寬帶的調(diào)諧能力是提升頻譜感知能力的前提，而且數(shù)據(jù)的初步處理和接受能力也是認(rèn)知無線電技術(shù)的關(guān)鍵。在認(rèn)知無線電技術(shù)的大環(huán)境下，對技術(shù)的要求非常高，所以要將非常弱的信號都能準(zhǔn)確地檢測出來。無線電的核心技術(shù)是頻譜感知技術(shù)，如果沒有掌握頻譜感知技術(shù)更不能掌握認(rèn)知無線電技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)的感知項(xiàng)目主要包括：協(xié)同感知和單節(jié)點(diǎn)感知，前者對無線電的感知和頻譜識別是分單階段的，后者是按照不同的節(jié)點(diǎn)所有數(shù)據(jù)綜合分析才能夠得到準(zhǔn)確結(jié)論。對于單節(jié)點(diǎn)感知技術(shù)來說，技術(shù)要求很難達(dá)到，對于協(xié)同感知技術(shù)來說數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)是關(guān)鍵所在。正交頻分復(fù)用技術(shù)在現(xiàn)在的應(yīng)用上是比較成熟的，將整個頻帶劃分成子載波是基本原理，僅僅使用被利用的子載波用數(shù)據(jù)傳輸是一種很常用的傳輸技術(shù)。endprint

4. 認(rèn)知無線電的發(fā)展趨勢和對未來移動通信產(chǎn)業(yè)的影響

4.1 無線電技術(shù)多層次趨勢。

認(rèn)知無線電技術(shù)是由多種技術(shù)相輔相成的，并不是一項(xiàng)單獨(dú)技術(shù)其發(fā)展趨勢呈現(xiàn)多層次趨勢，在這個角度看，認(rèn)知無線電技術(shù)組合形式也是多種組網(wǎng)互相結(jié)合，在民用領(lǐng)域內(nèi)認(rèn)知無線電技術(shù)在蜂窩移動通信方面起到作用非常巨大。選擇傳輸頻率以最優(yōu)方式進(jìn)行，智能化檢測移動終端的頻率能夠更加詳細(xì)掌握本地用戶的信息，當(dāng)本地的頻率非常擁擠的時候，提高頻譜資源的利用效率最有效的方式就是選擇周圍的閑置頻率。[3]在軍用領(lǐng)域認(rèn)知無線電要求更高，更不能被干擾，所以盡可能不要使用固定頻率因?yàn)橐坏┍会槍^著被干擾就很容易無法正常運(yùn)行常規(guī)溝通。想要認(rèn)識戰(zhàn)場上的各種環(huán)境就要在軍用領(lǐng)域引入認(rèn)知無線電技術(shù)，盡可能避免因?yàn)殡娮雍推渌蛩赜绊懝潭l率帶來的負(fù)面影響。

4.2 無線電運(yùn)營模式的變化。

移動通信產(chǎn)業(yè)的運(yùn)用模式已經(jīng)發(fā)生了很大改變，在這些改變中認(rèn)知無線電占據(jù)著非常重要的位置，最后的運(yùn)行模式創(chuàng)新性在很多技術(shù)上都有所體現(xiàn)。[4]進(jìn)行自主的網(wǎng)絡(luò)制切換對于認(rèn)知無線電技術(shù)和多種制式并存的通信商來說都是需要從根本來實(shí)現(xiàn)的技術(shù)，這樣在未來才能夠有很多的創(chuàng)新型、便捷發(fā)展途徑。移動電話的移動網(wǎng)絡(luò)是這項(xiàng)技術(shù)最具代表性的技術(shù)，當(dāng)前移動網(wǎng)絡(luò)中三種網(wǎng)絡(luò)并存是最主要的存在模式，但是這些制度都是根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整的，并不是一成不變的。用戶可以根據(jù)自身的需求進(jìn)行多方自主切換，除此之外進(jìn)行頻譜檢測是認(rèn)知無線電技術(shù)切換的高級網(wǎng)絡(luò)制式，這種通信體驗(yàn)在檢測的過程中能夠發(fā)揮更佳的作用。

4.3 移動通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營。

移動通信網(wǎng)絡(luò)在運(yùn)營商面臨著巨大的挑戰(zhàn)，智能切換對于不同的網(wǎng)絡(luò)制式來說是用戶使用認(rèn)知無線電技術(shù)發(fā)揮基本作用的關(guān)鍵，網(wǎng)絡(luò)管理和運(yùn)營維護(hù)有很多工作都要求在用戶和移動通信網(wǎng)絡(luò)制式之間進(jìn)行流暢切換，如果管理工作量比較大時允許多種網(wǎng)絡(luò)信號同時覆蓋的。[5]

4.4 全球無線電頻譜監(jiān)管機(jī)構(gòu)關(guān)注認(rèn)知無線電技術(shù)。

市場對于無線電頻譜資源的需求比較緊張，再加上無線電頻譜資源不可再生，因此移動業(yè)務(wù)目前非常關(guān)注無線電技術(shù)的研究，全球成立了很多個無線電頻譜監(jiān)管機(jī)構(gòu)。對于環(huán)境感知網(wǎng)絡(luò)的概念，業(yè)界提出了環(huán)境和用戶的所處環(huán)境在各種移動終端都能作出相應(yīng)的變化，能夠感知這些移動終端的變化就是無線電認(rèn)知技術(shù)最基本的需求設(shè)定，對于運(yùn)營來說這項(xiàng)技術(shù)承擔(dān)的負(fù)擔(dān)還是比較大的。[6]

5. 結(jié)束語

綜上所述，認(rèn)知無線電技術(shù)與以往的任何一種通信方式都不同，其創(chuàng)新方式體現(xiàn)了革命性和顛覆性，將使用頻率大幅度提升能夠有效打破固定頻譜的使用局限，與此同時能夠緩解無線頻譜日益緊張的資源不足情況。只要能夠盡最大可能發(fā)揮認(rèn)知無線電技術(shù)的作用，才能夠使其進(jìn)一步走向成熟，而且本身無線電技術(shù)就存在一定的優(yōu)勢，所以可以說在解決頻譜資源不夠問題上發(fā)展無線電技術(shù)是一項(xiàng)非常熱門的方向和領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)

[1] 薛青林.認(rèn)知無線電在未來多媒體移動通信中的運(yùn)用[J].《中國新技術(shù)新產(chǎn)品》.2014（6）：101～102.

[2] 葉佩軍，安建平.認(rèn)知無線電在未來多媒體移動通信中的應(yīng)用[J]. 《電訊技術(shù)》.2015（2）：4～5.

[3] 程世倫，楊震，崔景伍.新一代移動網(wǎng)絡(luò)與業(yè)務(wù)的發(fā)展及認(rèn)知無線電[J].《河北大學(xué)》.2015（6）：61～62.

[4] 王軍選.未來移動通信系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)[J].《通信技術(shù)》.2011（4）：7～8.

[5] 程世倫，趙賢敬.認(rèn)知無線電系統(tǒng)的頻譜檢測技術(shù)研究[J].《中國新通信》.2010（4）：90～91.

[6] 閆盛楠 .基于協(xié)作的認(rèn)知無線電頻譜共享技術(shù)研究[J].《北京郵電大學(xué)》.2014（6）：23～24.

[文章編號]1619-2737（2017）07-20-673endprint