认知无线电技术探讨
2010,3数据通信
认知无线电技术探讨
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叶卓映朱琳(厦门城市职业学院厦i-]361008)
摘要:在对通信技术的研究中,如何充分利用宝贵的频谱资源是一个永恒的课
题
快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题
.认知无线
电就是探讨
如何对频谱资源进行充分利用的一种新技术.文章就认知无线电的关键技术以及目前面临
的问题等方面进行
了探讨.
关键词:认知无线电;频谱检测;动态频谱分配
1前言
随着无线通信网(尤其是移动通信网)的迅猛
发展,无线用户数不断增长.可以预见,随着通信刚
与互联网,有线电视网之间不断深入的融合,无线
业务量也将会持续,快速增长.而随着业务需求的
急剧增长,有限的频谱资源显得越来越紧张.最近,
社会各界高度关注物联网的概念.一旦物联网形成
规模并与无线通信网络紧密结合,需要占用无线频
谱资源的将不再只是人,而是世卜万物.这将进一
步加剧有限的频谱资源与”无限”的用户需求之间
的矛盾.
如何最大限度地利用有限的频谱资源是通信研
究人员永恒的课题.目前大部分研究都集中在研究
向通信用户分配固定频谱时采用哪些技术以提高频
谱利用率.在目前实际运营的2G,~N3G通信网络中,
资源分配体制是静态的,即通过频率规划将固定的
频段分配给每个基站,用户通信只能在有限的频段
中选取,以避免对本基站的其他用户和相邻一定距
离内基站中其他用户的干扰.
本文就近年来在提高频谱利用率方面备受关注
的一种新技术——认知无线电技术的概念,关键技
术以及目前面临的问题等方面进行一些探讨.
2关键技术
认知无线电CR(CognitiveRadio,也称感知无线
电)提出了一种目前被公认为提高频谱利用效率的
新思路,它采用的是”动态”分配频谱的方式.1999
年,JosephMitola首次提出了认知无线电的感念,即
“能够认知无线环境并相应改变其频谱使用方式的
系统”.其核心是通过动态频谱感知来探测未使用的
频段,合理占用其中的合适频段,并动态地根据感知
环境信息改变频段,发射功率及调制方式等参数.也
有学者认为,认知无线电其实就是软件无线电技术
的智能化扩展,其智能性就体现在对环境的感知能
力,自适应能力和学习能力.如果认知无线电技术能
够真正应用到现实的通信系统,通信运营商将能够
更加灵活的组网,组网时将不需要过多的频率规划,
降低网络建设前期成本.
认知无线电技术做为一种复杂的智能化技术,
其关键技术涉及网络体系结构中的物理层,MAC层
和网络层,其中最重要的关键技术在于物理层.下面
列举的几项是物理层的关键技术.
2.1频谱检测技术
频谱感知技术是认知无线电的物理层技术中最
基础的一项技术.通过认知无线电技术,可以感知并
分析特定区域的频段,找出环境中尚未占用的频段,
有的学者也将环境尚未占用的频段称之为”频谱空
洞”.待查的频段通常可分成3种不同的情况:黑空,
灰空,白空.黑空是指存在高功率干扰;灰空是指存
在低功率的干扰;白空指只存在环境噪声.
收稿日期:2010-05—2619
圈一——
频谱感知技术可以分为单节点感知技术和协同
感知技术.单节点感知技术是指单个认知用户根据
本地的无线射频环境进行频谱特性标志;而协同感
知是指通过数据融合,综合多个认知用户的感知结
果进行判决.
目前,很多研究学者提出了多种频谱检测的方
法,各有优缺点,主要有能量检测,匹配滤波器法,协
同检测法,周期性检测法等.
2.2动态频谱分配及管理技术
频谱监测技术只是找出了环境中的”频谱空
洞”,而为了在”频谱空洞”中找出适合认知用户通信
的频谱,就需要对频谱进行分配及管理.由于认知无
线电系统中用户的数量,用户对带宽的要求以及用
户的位置等参量都是在动态变化,因此对频谱的分
配和管理也是需要动态的.动态频谱资源分配技术
基于已探测到的无线环境的频谱空穴,在频谱空穴
中选择最适合的频段以满足通信的质量要求,适应
时变的无线传输场景.
动态频谱分配和管理技术主要包括频谱分析技
术和频谱判决技术.这两大方面目前有了一些研究
成果,但解决
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
还不够完善.
2.3干扰估计和发射功率控制技术
采用认知无线电技术必须保证对其他用户不造
成干扰,这样才能真正提高频谱利用率.因此,认知
无线电技术必须对可能产生的干扰进行估计,并根
据估计来控制认知用户的发射功率.认知用户需要
预测:如果自己占用某个频段,将对其他用户产生的
干扰.
有学者提出了干扰温度的概念,干扰温度规定
了在某频段满足接收者需求的最差场合的无线传输
环境特性.认知用户通过估计干扰温度从而调整自
身的发射功率以保证其产生的干扰不超过某频段的
干扰温度限制.
(上接第18页)
【3】孙强,司有和.网上购物顾客感知价值构成研究IJJ.科技管理
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20l
数据通信2010.3
3面临的问题
自从1999年认知无线电概念的提出,至今已有
十余年.为了追求高的频谱利用率,世界各国的研究
人员都在对其进行研究.一些知名的国际组织和协
会,~HIEEE,ITU,SDR(软件无线电论坛)也都成立了
专门的小组研究认知无线电的相关标准.
然而,从理论到实际应用,认知无线电目前还存
在诸多问题.其中,面临的最主要的问题有两个:第
一
,尽管对认知无线电的理论分析很多,面也很宽,
但在各个研究点上分析还不够透彻,有些关键问题
虽然已经提出,但是解决方案还不完善;第二,由于
实现感知无线电技术的复杂性高,很多研究只能停
留在理论上,难以建立相应的实验平台进行验证,实
际的应用系统就更难以建立.
虽然认知无线电的应用还需要经历很长的路,
但我们有理由相信,经过各国研究者的潜心研究和
将来实验平台的建立,利用认知无线电技术的无线
通信系统必将建立,也必将为人类的生活带来很大
的转变
参考文献
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[2]史琳.认知无线电技术对未来移动通信产业的影响.现代电
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作者简介:叶卓映,毕业于北京邮电大学,获工学博士学位,目
前担任厦门城市职业学院通信技术专业带头人;朱琳,毕业于
宁波大学.获_T-学硕士学位.目前担任厦门城市职业学院通信
专业教师?
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(06):37—38
作者简介:刘佳,江西财经大学教师,从事MBA,C2C电子商
务方向的研究一
浙公网安备 33021202002483