相信童鞋們都對大名鼎鼎的認知無線電技術有所耳聞，那到底是個什么東東呢？下面就來給大家普及一下認知無線電的基本知識。
隨著無線通信需求的不斷增長，對無線通信技術支持的數據傳輸速率的要求越來越高。根據偉大的香農同志所提出的信息理論，這些通信系統對無線頻譜資源的需求也相應增長，從而導致適用于無線通信的頻譜資源變得日益緊張，成為制約無線通信發展的新瓶頸。另一方面，已經分配給現有很多無線系統的頻譜資源卻在時間和空間上存在不同程度的閑置。問題出現了，解決發法捏？因此，偉大的科學家筒子們提出了采用認知無線電(CR，全稱Cognitive Radio)技術，通過從時間和空間上充分利用那些空閑的頻譜資源，從而有效解決上述難題。
認知無線電是一種智能頻譜共享技術，通過智能學習以及對頻譜環境的感知對傳輸參數進行實時的調整，能夠對頻譜的利用率進行顯著的提升。
圖1 認知環
1認知無線電架構
“無線電之父”Mitola的概念模型包括硬件和軟件。其軟件部分由基礎軟件和智能軟件構成。硬件部分重點使用軟件無線電的基本體系結構，由安全模塊、調制解調器、天線、射頻、基帶信號處理和用戶接口部分構成。調制解調器可以解決收發信號的調制解調以及均衡信號的問題；天線是為了接收并發射無線電信號；射頻前端由無線電信號的放大以及其必要變換構成；基帶處理模塊能夠解決網絡中的各種協議與控制問題，兼容不同的網絡；用戶接口部分可以根據RKRL語言滿足不同的接口服務，同時使用關于用戶需要的支持自動推理的方法，實現個人通信服務。
圖2 CR射頻前端結構圖
2認知無線電物理層技術特征
1. 頻率偵聽
認知無線電技術在應用中，能夠對頻譜進行連續的偵聽，以此對沒有占用的頻譜進行及時的發現，在不對主用戶造成干擾的情況下對用戶的再次出現進行快速的檢測，以此便于為用戶騰出相應的帶寬。要想對該功能進行實現，就需要對一種新的功能-頻譜偵聽技術進行運用，能夠獲得非常高的檢測率。而受到檢測能力的限制以及陰影衰落以及多徑情況的影響，為了能夠更為準確的對用戶不同的接收功率進行檢測，該技術在帶寬頻率捷變以及前端靈敏度方面具有更高的要求。在早期，其對周期平穩過程以及導頻信號技術進行應用，并不能夠對頻譜檢測的可靠性進行滿足。而就目前來說，則可以通過DF、AF以及CF協議的應用對其頻譜偵聽能力進行提升。
2. 動態頻譜分析
在現今的頻譜研究中，歐洲地區的很多項目已經對不同網絡的動態頻譜分配算法進行了研究，而對于認知無線電網絡來說，用戶在可用信道、位置以及數量方面的需求具有著變化的特征，并因此使這部分技術存在著不完全適用的情況。考慮到目前動態頻譜分配在標準、政策以及接入協議等方面的限制，基于頻譜統籌策略是現今應用較多的頻譜共享技術，在該技術中，其思想即首先將不同業務的頻譜合并成一個公共的頻譜池，之后再將其劃分為不同的信道。沒有得到授權的用戶，則可以對這部分空閑的信道進行臨時的占用。對于該策略來說，對信道應用的公平性以及利用率進行了充分的考慮，可以說是一個受限信道的分配問題。
圖3 頻譜感知技術分類
3認知無線電技術的發展
就目前來說，無線電思想已經在很多無線通信的領域當中得到了應用，如在5GHz頻段的IEEE·802.11a，則對TPC以及DFS機制進行了應用，以此有效的避免了同雷達信號間的干擾。而在高速情況下接入的EVDO以及HSDPA認知調制，則需要通過對用戶需要服務的確認對用戶工作的最佳環境進行識別，并在此基礎上對更為有效的數據速率以及調制方案進行設定，以此對用戶的QoS需求進行滿足。對于這部分技術來說，其僅僅是認知無線電功能中非常小的一部分，能夠按照漸進方式擴展到無線電全部性能。
認知無線電技術是現今非常熱門的無線技術類型，據射頻君所知，下一代的單兵電臺就以及打算采用認知無線電+去中心化的方式來實現，高級吧？嘿嘿，所以就目前來說，射頻君還是可以預見認知無線技術較大的發展潛力，有興趣的童鞋們未來可以從鏈路維護、定價策略以及系統安全等方面進行更加深入的研究。 |
