摘要：干擾溫度機(jī)制是美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)為應(yīng)用認(rèn)知無(wú)線電(CR)技術(shù)以提高頻譜利用率而提出的一種方法，在一定的范圍內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用前景。但是實(shí)施干擾溫度機(jī)制存在一些問(wèn)題，特別是干擾溫度檢測(cè)方法中隱蔽站、暴露站的問(wèn)題，處理不好將直接導(dǎo)致CR技術(shù)無(wú)法應(yīng)用。適當(dāng)?shù)母淖兪跈?quán)用戶接收機(jī)使其發(fā)送信標(biāo)信號(hào)可以有效的緩解這些問(wèn)題。應(yīng)用智能天線技術(shù)可以更好地利用空域信息以減小非授權(quán)用戶對(duì)授權(quán)系統(tǒng)的干擾及非授權(quán)用戶之間的相互干擾，促進(jìn)CR技術(shù)的應(yīng)用與頻譜的共享。

關(guān)鍵詞：認(rèn)知無(wú)線電；干擾溫度；隱蔽站；暴露站；智能天線

Abstract:The interference temperature mechanism is put forward by the Federal Communications Commission (FCC) to increase the utility of spectrum using the Cognitive Radio (CR) technology， which has a wide application foreground in a certain area. But， there are some problems with the interference temperature mechanism such as the interference temperature detection， especially the detection of the hidden station and the exposed station， which will cause the inefficacy of the CR technology based on interference temperature mechanism. These problems will be effectively improved by making the receiver of the licensed user to send a beacon signal. The application of smart antenna technologies would be feasible to promote the application of CR technology and the sharing of spectrum. By using the space domain information， it effectively reduces the interference between the unlicensed user and the licensed user， as well as the interference between the unlicensed users.

Key words: cognitive radio; interference temperature; hidden station; exposed station; smart antenna

干擾溫度機(jī)制是美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)為應(yīng)用認(rèn)知無(wú)線電(CR)技術(shù)以提高頻譜利用率而提出的一種方法[1]。2002年，F(xiàn)CC專門成立了頻譜政策特別工作組(SPTF)來(lái)研究CR技術(shù)，提出利用授權(quán)用戶的信噪比裕量，使非授權(quán)用戶和授權(quán)用戶同時(shí)使用同一頻段進(jìn)行工作，以自適應(yīng)的、動(dòng)態(tài)的方式實(shí)現(xiàn)多用戶的頻譜資源共享，最大限度地提高頻譜利用率。2003年，F(xiàn)CC在法規(guī)制定提案通告(NPRM)[2]中，明確了這種在授權(quán)用戶預(yù)留頻譜上承載非授權(quán)通信的方式，干擾溫度機(jī)制是其關(guān)注焦點(diǎn)。

根據(jù)香農(nóng)定理，在噪聲與信號(hào)獨(dú)立的高斯白噪聲信道中，信道容量和系統(tǒng)信噪比有關(guān)。提高信噪比可以增加信道容量；反之，可以通過(guò)損失部分信道容量來(lái)降低對(duì)系統(tǒng)工作信噪比的要求?；谶@種考慮，利用現(xiàn)有授權(quán)用戶系統(tǒng)的信噪比冗余量，可使授權(quán)系統(tǒng)損失部分信道容量允許非授權(quán)用戶接入工作。這樣，既保證了原有授權(quán)系統(tǒng)的正常運(yùn)行又為新的非授權(quán)用戶提供了工作的機(jī)會(huì)，從而提高了頻譜利用率。

基于干擾溫度機(jī)制的CR技術(shù)，在學(xué)術(shù)界引起了廣泛的關(guān)注和討論，包括Wi-Fi聯(lián)盟、高通公司、Sprint公司、Shared Spectrum公司等在內(nèi)的一系列通信運(yùn)營(yíng)商也參與其中。很多系統(tǒng)工作者和科研人員認(rèn)為開(kāi)發(fā)新的頻譜管理機(jī)制是必要的，但質(zhì)疑干擾溫度機(jī)制的有效性和合理性。本文將對(duì)干擾溫度機(jī)制的提出、應(yīng)用及發(fā)展情況作一總結(jié)。

1 干擾溫度機(jī)制的提出

在CR頻率共享系統(tǒng)中，當(dāng)授權(quán)用戶與非授權(quán)用戶共享同一段頻譜工作時(shí)，必須首先確保授權(quán)用戶的正常工作。系統(tǒng)需要預(yù)先估計(jì)授權(quán)系統(tǒng)可以接受的干擾值，預(yù)測(cè)引入非授權(quán)用戶后在授權(quán)用戶接收機(jī)處帶來(lái)的干擾，依此來(lái)判斷是否允許非授權(quán)用戶的加入。因此在頻率共享系統(tǒng)中，干擾控制措施，即功率控制方式顯得極其重要。

在現(xiàn)有的傳統(tǒng)頻率復(fù)用蜂窩通信系統(tǒng)中，功率控制是一種以發(fā)射機(jī)為中心的方式，基站通過(guò)檢測(cè)上行鏈路各個(gè)用戶的信號(hào)強(qiáng)度，既可以完成下行的發(fā)射功率控制，也可以通過(guò)反饋信道控制移動(dòng)臺(tái)上行的發(fā)射功率。該方式的缺點(diǎn)是基站無(wú)法解決外來(lái)的干擾源對(duì)移動(dòng)臺(tái)通信質(zhì)量的影響。而在CR頻率共享系統(tǒng)中測(cè)量非授權(quán)用戶接入引起的干擾值的過(guò)程，實(shí)際上是測(cè)量大量外來(lái)干擾源的介入影響。因此，傳統(tǒng)的以發(fā)射機(jī)為中心的功率控制方法不再有效，必須尋求新的干擾功率控制的解決方案。針對(duì)這一問(wèn)題，F(xiàn)CC提出了一種以接收機(jī)為中心的、接收機(jī)與發(fā)射機(jī)交互式的自適應(yīng)功率控制方式，傳統(tǒng)基站所扮演的角色將很大程度上由分散的接收機(jī)來(lái)承擔(dān)。

這一提案的基礎(chǔ)是干擾溫度機(jī)制：通過(guò)接收機(jī)端的干擾溫度來(lái)量化和管理無(wú)線通信環(huán)境中的干擾源。在干擾溫度機(jī)制中，干擾溫度用來(lái)表征非授權(quán)用戶在共享頻段內(nèi)對(duì)授權(quán)用戶接收機(jī)產(chǎn)生的干擾功率和授權(quán)接收機(jī)處系統(tǒng)噪聲功率之和，類似于熱噪聲功率可以用等效噪聲溫度來(lái)進(jìn)行描述：Pn =K·T·B，Pn 為噪聲功率，B為相關(guān)的RF帶寬，K為波爾茲曼常數(shù)，T為熱噪聲溫度，干擾溫度是干擾功率的另一種表示形式。

同時(shí)設(shè)定一個(gè)保證授權(quán)用戶系統(tǒng)正常運(yùn)行的“干擾溫度門限”，該門限由授權(quán)用戶系統(tǒng)能夠正常工作的最壞信噪比決定。非授權(quán)用戶作為授權(quán)用戶的干擾，一旦累積干擾超過(guò)了干擾溫度門限，授權(quán)用戶系統(tǒng)就無(wú)法正常工作；反之，可以保證授權(quán)用戶與非授權(quán)用戶同時(shí)正常工作。

干擾溫度機(jī)制的目的是更好地量化和管理干擾，并在確定的頻段上增加更多的非授權(quán)操作。相比以往僅基于發(fā)射機(jī)操作的簡(jiǎn)單評(píng)估方式，干擾溫度模型基于實(shí)際的環(huán)境以及發(fā)射機(jī)與接收機(jī)間的交互，考慮了所有干擾源的累積效應(yīng)。當(dāng)某非授權(quán)用戶裝置發(fā)現(xiàn)自己的發(fā)射會(huì)導(dǎo)致干擾溫度超過(guò)門限時(shí)，就選擇不同的發(fā)射頻率，如沒(méi)有可用頻率，則停止發(fā)射直到情況允許。

2 干擾溫度機(jī)制的執(zhí)行過(guò)程

這種預(yù)測(cè)外來(lái)非授權(quán)用戶干擾的方法就稱為干擾溫度機(jī)制，其執(zhí)行過(guò)程涉及3個(gè)方面，如圖1所示：

以某種方式準(zhǔn)確地測(cè)量出授權(quán)接收機(jī)處的干擾溫度，即非授權(quán)用戶必須明確目標(biāo)頻帶內(nèi)現(xiàn)有的通信用戶的工作狀況，定量計(jì)算目標(biāo)頻帶里可接受的干擾噪聲的水平，并預(yù)測(cè)自己的接入會(huì)對(duì)原有授權(quán)用戶接收機(jī)產(chǎn)生的干擾。

設(shè)置一個(gè)合理的“干擾溫度門限”，只要引入非授權(quán)用戶后產(chǎn)生的附加干擾溫度值不超過(guò)預(yù)先設(shè)定的門限，系統(tǒng)就可以正常工作。

有效地控制非授權(quán)用戶的累積干擾，使授權(quán)用戶接收機(jī)處的干擾溫度不超過(guò)既定門限，從而確保授權(quán)用戶系統(tǒng)的正常工作。

3 干擾溫度機(jī)制的應(yīng)用

基于干擾溫度的概念，F(xiàn)CC給出了CR的定義[2]：CR可以在各頻段自動(dòng)感知非授權(quán)用戶在授權(quán)用戶接收機(jī)處產(chǎn)生的干擾溫度值，若在某頻段上非授權(quán)用戶在授權(quán)用戶接收機(jī)處產(chǎn)生的干擾溫度小于系統(tǒng)預(yù)先設(shè)置的干擾溫度門限，則該非授權(quán)用戶就可以接入此頻段工作，否則就繼續(xù)尋找另外的可用頻段。這樣既保證了授權(quán)系統(tǒng)的正常工作，又為非授權(quán)用戶提高了工作機(jī)會(huì)，最大化地提高了頻譜資源的利用率。

FCC提出的這種CR概念的基本出發(fā)點(diǎn)就是：為了提高頻譜利用率，具有認(rèn)知功能的非授權(quán)無(wú)線通信設(shè)備可以按照干擾溫度機(jī)制“伺機(jī)”地接入授權(quán)用戶正在工作的頻段內(nèi)。

FCC在2004年5月開(kāi)始考慮允許非授權(quán)用戶在不對(duì)授權(quán)用戶產(chǎn)生有害干擾的情況下使用電視頻段[3]。FCC這種考慮的原因在于電視頻段自身的特點(diǎn)相對(duì)更有利于實(shí)現(xiàn)CR的工作模式：

電視頻段一般分配給特定的區(qū)域，相對(duì)來(lái)說(shuō)是靜態(tài)的。

電視發(fā)射機(jī)總是不斷地工作，位置和頻段很少改變。

電視系統(tǒng)的工作信噪比很高，一般高于10 dB。

這些因素都使得對(duì)授權(quán)電視用戶是否存在、授權(quán)接收機(jī)處的干擾溫度的檢測(cè)相對(duì)比較簡(jiǎn)單。同時(shí)電視頻段與行政區(qū)域有關(guān)，為了避免干擾在相鄰的區(qū)域不會(huì)使用同一頻率，電視接收機(jī)的工作時(shí)間也相對(duì)固定，因此非授權(quán)用戶與授權(quán)用戶可以通過(guò)空間復(fù)用和時(shí)間復(fù)用兩種方式共享頻譜資源，如圖2所示：

利用干擾溫度機(jī)制可以很好地控制CR用戶的接入工作。

美國(guó)加利福尼亞大學(xué)伯克利分校的N.Hoven和A.Sahai，在文獻(xiàn)[4]中明確的分析了在高功率電視系統(tǒng)中，考慮兩個(gè)用戶(授權(quán)用戶與具有認(rèn)知功能的非授權(quán)用戶)共享頻譜時(shí)的干擾控制問(wèn)題。通過(guò)分析不同位置測(cè)到的授權(quán)接收機(jī)的信干比，將授權(quán)用戶接收機(jī)信號(hào)的本地信噪比近似換算為非授權(quán)用戶與授權(quán)用戶間的距離， 從而相應(yīng)地調(diào)整非授權(quán)用戶的發(fā)射功率。

結(jié)果表明，在具有大通信距離的授權(quán)用戶系統(tǒng)中，若授權(quán)用戶損失一些可容忍的通信覆蓋范圍就可以給非授權(quán)用戶帶來(lái)很大的工作機(jī)會(huì)。

可見(jiàn)，非授權(quán)用戶能夠以小功率通信的方式接入具有高功率發(fā)射機(jī)的授權(quán)系統(tǒng)(如高功率電視發(fā)射塔頻段)，共享頻譜同時(shí)工作[4]。首先，具有高功率的授權(quán)系統(tǒng)通信范圍較大，系統(tǒng)有足夠的信噪比冗余量，因此非授權(quán)用戶有較高的接入工作機(jī)會(huì)；其次，在高功率的授權(quán)系統(tǒng)中，非授權(quán)用戶可以很好地檢測(cè)到已存在的授權(quán)用戶信號(hào)，評(píng)估它與授權(quán)用戶的距離，以確保它有合適的發(fā)射功率而不對(duì)授權(quán)系統(tǒng)產(chǎn)生不可接受的干擾。

4 干擾溫度機(jī)制的問(wèn)題

大量的分析表明干擾溫度機(jī)制的實(shí)行還存在一定問(wèn)題。

(1) 非授權(quán)的CR用戶在目前工作效率已經(jīng)很高的授權(quán)系統(tǒng)中以共享頻譜的方式接入工作的有效性并不高。首先，非授權(quán)用戶可以共享工作的機(jī)會(huì)很小[5-6]?，F(xiàn)有的無(wú)線通信系統(tǒng)普遍具有動(dòng)態(tài)的功率控制功能，可以根據(jù)背景噪聲的大小動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)發(fā)射功率，使發(fā)射功率維持在一個(gè)能夠保持通信的最低功率水平上，這樣使得授權(quán)用戶信號(hào)和背景噪聲之間沒(méi)有可以被非授權(quán)用戶依據(jù)干擾溫度機(jī)制使用的信噪比冗余量。其次，非授權(quán)設(shè)備的引入將會(huì)導(dǎo)致授權(quán)系統(tǒng)噪聲水平增加，減小系統(tǒng)的覆蓋范圍、容量和服務(wù)質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明一個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)增加1dB的干擾會(huì)損失25%的網(wǎng)絡(luò)容量，相應(yīng)的要維持現(xiàn)狀就要增加33%的小區(qū)數(shù)；一個(gè)EDGE網(wǎng)絡(luò)增加1dB的干擾會(huì)損失15%的覆蓋范圍，相應(yīng)的要維持現(xiàn)狀就必須增加17%的小區(qū)數(shù)；一個(gè)CDMA系統(tǒng)增加1dB的干擾會(huì)損失10%-15%的覆蓋范圍，相應(yīng)的要維持現(xiàn)狀就必須增加12%-17%的小區(qū)數(shù)[7]。 美國(guó)Telcordia公司的Drs.Padgett和Ziegler在提交的技術(shù)分析報(bào)告[8]中指出：在共享頻譜的情況下，由于引入了非授權(quán)用戶的干擾，CDMA系統(tǒng)上行鏈路容量大幅度下降；非授權(quán)用戶由于受到CDMA手持設(shè)備的影響，性能受到了很大限制。授權(quán)用戶丟失的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了非授權(quán)設(shè)備所能得到的容量，共享的結(jié)果是得不償失的。由于這些原因，許多系統(tǒng)工作者反對(duì)在現(xiàn)有的無(wú)線通信系統(tǒng)中共享頻譜。

(2) 共享情況下，干擾溫度的檢測(cè)在很多情況下存在困難。FCC在它發(fā)布的報(bào)告NPRM中[2]給出了3種測(cè)量干擾溫度值的方法：自我檢測(cè)、間接檢測(cè)和直接檢測(cè)。這3種檢測(cè)方法的實(shí)現(xiàn)均存在一定的問(wèn)題。

對(duì)于“自我檢測(cè)”，即非授權(quán)設(shè)備自帶干擾溫度測(cè)量裝置，感知它的傳輸功率水平，在自身的位置測(cè)量授權(quán)系統(tǒng)工作狀況，并計(jì)算它的傳輸將會(huì)給同頻帶授權(quán)用戶可能產(chǎn)生的干擾。利用這些信息，如果發(fā)現(xiàn)自身信號(hào)造成的干擾水平低于系統(tǒng)允許的工作門限，準(zhǔn)許設(shè)備工作于該頻段，否則禁止。

這種檢測(cè)方式中用戶間干擾的避免完全由非授權(quán)用戶負(fù)責(zé)，導(dǎo)致了典型的“隱蔽站”和“暴露站”的問(wèn)題。例如在圖3(a)所示的系統(tǒng)中，授權(quán)用戶A正向授權(quán)用戶B發(fā)送信息，同時(shí)非授權(quán)用戶1欲向非授權(quán)用戶2發(fā)送信息，若非授權(quán)用戶1位于授權(quán)用戶A的最大通信距離以外，則他會(huì)由于沒(méi)有檢測(cè)到授權(quán)用戶A和B正在通信，而向非授權(quán)用戶2發(fā)送信息，從而會(huì)干擾授權(quán)用戶B接收信息，于是產(chǎn)生隱藏終端問(wèn)題。同樣在圖3(b)所示的系統(tǒng)中，若非授權(quán)用戶1位于授權(quán)用戶A的最大通信距離以內(nèi)，則他會(huì)由于檢測(cè)到授權(quán)用戶A正向B發(fā)送信息，而不會(huì)向非授權(quán)用戶2發(fā)送信息，然而實(shí)際情況卻是，由于授權(quán)用戶B在非授權(quán)用戶1的最大通信距離以外，因此即使非授權(quán)用戶1向非授權(quán)用戶2發(fā)送信息也不會(huì)干擾授權(quán)用戶B接收信息，于是就產(chǎn)生暴露終端問(wèn)題[9]。由于隱藏終端問(wèn)題會(huì)造成對(duì)授權(quán)用戶的干擾，而暴露終端問(wèn)題則會(huì)降低頻譜資源的利用率，因而自我檢測(cè)機(jī)制無(wú)法正常有效的工作。

對(duì)于“間接檢測(cè)”，在一個(gè)固定的地區(qū)安置檢測(cè)機(jī)不斷的檢測(cè)頻段的干擾水平，并把它轉(zhuǎn)化為干擾溫度值，通過(guò)特定的信道報(bào)告給準(zhǔn)備工作的非授權(quán)發(fā)射機(jī)，非授權(quán)用戶以此來(lái)判斷是否占用該頻段。

為了使得間接檢測(cè)的測(cè)量值有效，必須保證檢測(cè)機(jī)測(cè)量到的干擾和授權(quán)接收機(jī)受到的實(shí)際干擾有很強(qiáng)的相關(guān)性。但是，由于非授權(quán)用戶位置的離散性和隨機(jī)性使得授權(quán)用戶接收機(jī)周圍的干擾有著很強(qiáng)的地域獨(dú)立性，不同位置測(cè)得的干擾值是不同的，這將使得檢測(cè)機(jī)很難準(zhǔn)確測(cè)出整個(gè)頻帶內(nèi)的干擾水平。另外，為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確性，需要將檢測(cè)機(jī)放置在授權(quán)用戶接收機(jī)的附近。然而很多授權(quán)用戶接收機(jī)的位置通常難以確定，例如：移動(dòng)電臺(tái)和廣播接收機(jī)。而且廣播接收機(jī)沒(méi)有發(fā)射信號(hào)的能力，移動(dòng)電臺(tái)則經(jīng)常處于空閑狀態(tài)，因此授權(quán)用戶接收機(jī)的位置通常不能有效的確定，使得檢測(cè)機(jī)也無(wú)法準(zhǔn)確放置。可以看出，間接檢測(cè)機(jī)制受到檢測(cè)相關(guān)性和檢測(cè)機(jī)安裝位置的限制，在很多場(chǎng)合下無(wú)法工作。

對(duì)于“直接檢測(cè)”，在下行鏈路中由受影響的授權(quán)用戶接收機(jī)本身檢測(cè)自身附近的干擾溫度值，然后報(bào)告給各個(gè)非授權(quán)用戶。這個(gè)方法可以克服 “間接檢測(cè)”的上述缺陷，但是要改變現(xiàn)在所有的授權(quán)用戶系統(tǒng)使它們具有測(cè)量干擾溫度值的能力是很困難的。

總之，目前來(lái)說(shuō)使用上述3種檢測(cè)方法，很難確切地得到干擾溫度的估計(jì)值，使得基于干擾溫度機(jī)制的共享頻譜方式在很多情況下難以實(shí)現(xiàn)。

綜上所述，在現(xiàn)有的無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，由于共享情況下非授權(quán)用戶的工作機(jī)會(huì)很小、干擾溫度值檢測(cè)困難、對(duì)授權(quán)系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量影響過(guò)大等原因，許多系統(tǒng)工作者反對(duì)在工作效率已經(jīng)很高的授權(quán)系統(tǒng)中允許非授權(quán)用戶的接入。

5 干擾溫度機(jī)制的進(jìn)一步研究

為了克服隱藏終端和暴露終端問(wèn)題，A. P. Hulbert和S. Mangold等人于2005年提出了一種通過(guò)在非授權(quán)用戶與授權(quán)用戶間以及非授權(quán)用戶之間傳送簡(jiǎn)單控制信號(hào)來(lái)避免相互干擾的新型頻譜禮儀[9-11]，即在圖4(a)所示的系統(tǒng)中，若授權(quán)用戶接收機(jī)B在接收來(lái)自授權(quán)用戶A信息的同時(shí)，給非授權(quán)用戶1發(fā)送一個(gè)單頻信號(hào)，則非授權(quán)用戶1就會(huì)由于收到此信號(hào)，而不會(huì)向非授權(quán)用戶2發(fā)送信息，從而不會(huì)干擾授權(quán)用戶B，于是克服了隱藏終端問(wèn)題。同樣在圖4(b)所示的系統(tǒng)中，若非授權(quán)用戶1沒(méi)有收到授權(quán)用戶B發(fā)出的單頻信號(hào)，則它可以向非授權(quán)用戶2發(fā)送信息，而不會(huì)干擾授權(quán)用戶B，于是這就克服了暴露終端問(wèn)題。

采用這種交互式頻譜禮儀的優(yōu)點(diǎn)是它可以基本避免對(duì)授權(quán)用戶造成干擾，同時(shí)共享頻譜有效地提高頻譜資源的利用率，而缺點(diǎn)則是授權(quán)用戶和非授權(quán)用戶的通信設(shè)備都需要具備頻譜禮儀信號(hào)的發(fā)送和接收能力。由于這種交互式頻譜禮儀所要傳送的僅是簡(jiǎn)單的控制信號(hào)，例如電視接收機(jī)僅需要能在開(kāi)機(jī)收看節(jié)目的過(guò)程中發(fā)出一個(gè)具有一定強(qiáng)度的單頻信號(hào)即可，故它不會(huì)增加授權(quán)用戶通信設(shè)備的復(fù)雜性，因此近年也開(kāi)始得到人們的重視和研究[12-18]。

在目前的CR研究中，非授權(quán)用戶一般都使用全向天線進(jìn)行通信，即在所有的方向上發(fā)送和接收信號(hào)。雖然使用全向天線可以使頻譜禮儀變得較為簡(jiǎn)單，但是非授權(quán)用戶在通信過(guò)程中，實(shí)際僅在某些角度中有效地利用了頻譜資源，而在其他方向上則產(chǎn)生了干擾，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)頻譜資源的充分利用。為了減小在共享頻譜時(shí)非授權(quán)用戶對(duì)授權(quán)用戶的干擾，同時(shí)更加充分有效的利用資源，可以考慮非授權(quán)用戶使用智能天線技術(shù)。利用交互式頻譜禮儀，非授權(quán)用戶發(fā)射機(jī)不斷地對(duì)其他類型用戶的接收機(jī)相對(duì)于它的方位和路徑損耗進(jìn)行估計(jì)，從而在這些方向上形成零陷，而僅在期望的方向上發(fā)射信號(hào)。同樣非授權(quán)用戶接收機(jī)也可以僅在期望的方向上接收信號(hào)，而將零陷對(duì)準(zhǔn)其他干擾。這種情況下，由于非授權(quán)用戶可以僅在期望的方向上發(fā)送和接收信號(hào)，而在其他用戶所在方向上形成零陷，因此可以在避免對(duì)授權(quán)用戶的干擾同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)頻譜資源的充分利用，也大大降低他與其他用戶間的相互干擾，從而提高無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的容量。智能天線技術(shù)被認(rèn)為是目前進(jìn)一步提高頻譜利用率的有效方法之一，但將智能天線技術(shù)應(yīng)用于CR的具體方法還需要進(jìn)一步的研究和論證。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，干擾溫度機(jī)制在高功率大區(qū)域授權(quán)通信系統(tǒng)中可以很好地施行，在一定程度上可以提高頻譜利用率，在通信業(yè)務(wù)非常繁忙或近乎達(dá)到飽和狀態(tài)的工作頻段應(yīng)用機(jī)會(huì)很小，干擾控制的復(fù)雜性高。

基于干擾溫度機(jī)制的CR技術(shù)可以使通信方式更加靈活，頻譜使用更加高效，它從理論走向?qū)嵱脤⒂兄诮鉀Q目前通信中頻譜資源短缺的問(wèn)題。同時(shí)由于頻譜共享改變了傳統(tǒng)的頻譜分配方式，因此還需要得到國(guó)家政策上的支持才能更好的得以利用。

7 參考文獻(xiàn)

[1] FCC. Spectrum Policy Task Force [R]. ET Docket No.02-135. 2002.

[2] FCC. Notice of Proposed Rule Making and Order [R]. ET Docket No. 03-322. 2003.

[3] FCC. Notice of Proposed Rule Making [R]. ET Docket No.04-113， 2004.

[4] HOVEN N， SAHAI A. Power scaling for cognitive radio[C]//Proceedings of 2005 International Conference on Wireless Communications and Mobile Computing，Jun 13-16， 2005， Maui， HI， USA. Piscataway NJ， USA: IEEE Computer Society， 2005: 250-255.

[5] L L C. V-COMM PCS Noise Floor Study [R]. WT Docket No.02-86. 2003.

[6] LANCETTI L L， MUNSON D.Sprint corporation reply comments [R]. 2004

[7] BRENNER D R. Comments of QUALCOMM incorporated [R]. GN Docket No.04-163. 2004.

[8] PADGETT J E， ZIEGLER R A.Analysis of the interference temperature concept to support spectrum sharing between licensed services and unlicensed devices [R]. 2004.

[9] HULBERT A P. Spectrum sharing through beacons[C]// Proceedings of IEEE 16th International Symposium on Personal， Indoor and Mobile Radio Communications， Sep 11-14， 2005， Berlin， Germany. 2005: 989-993.

[10] MANGOLD S， JAROSCH A， MONNEY C. Operator assisted cognitive radio and dynamic spectrum assignment with dual beacons—detailed evalution [C]//Proceedings of First International Conference on Communication System Software and Middleware， Jan 8-12， 2006， New Delhi， India.Piscataway， NJ， USA: IEEE， 2006.

[11] MANGOLD S， JAROSCH A， MONNEY C. Operator assisted dynamic spectrum assignment with dual beacons[C]// Proceedings of 2006 International Zurich Seminar on Communication， Feb 22-24， 2006， Zurich， Switzerland. Piscataway， NJ， USA: IEEE， 2006: 54-57.

[12] XING Yiping， CHANDRAMOULI R， MANGOLD S. Dynamic spectrum access in open spectrum wireless network [J]. IEEE Journal on Selected Areas in Communications， 2006， 24 (3): 626-637.

[13] SATAPATHY D P， PEHA J M. Performance of unlicensed device with a spectrum etiquette [C]// Proceedings of IEEE Global Telecommunications Conference: Vol 1， Nov 3-8， 1997， Phoenix， AZ， USA. Piscataway， NJ， USA: IEEE， 1997: 414 - 418.

[14] DEVROYE N， MITRAN P， TAROKH V. Limits on communications in a cognitive radio channel [J]. IEEE Communications Magazine， 2006， 44 (6): 44-49.

[15] BRODERSEN R W， MISHRA S M， WOLISZ A，et al. A cognitive radio approach for usage of virtual unlicensed spectrum [R]. Proceedings of 13th IST Mobile Wireless Communications， Jun 27-30， 2004， Lyon， France. 2004.

[16] FCC 04-113. Unlicensed operation in the TV broadcast bands; additional spectrum for unlicensed devices below 900 MHZ and in the 3 GHz band [EB/OL]. 2004.

http://hraunfoss.fcc.gov/edocs-public/attachmatch/FCC-04- 113A1.pdf

[17] SAHAI A， HOVEN N， TANDRA R. Some fundamental limits on cognitive radio [C]// Proceedings of Forty-second Allerton Conference on Communication， Control， and Computing， Sep 29-Oct 1， 2004， Monticello， IL， USA. 2004.

[18] TANDRA R， SAHAI A. Fundamental limits on detection in low SNR under noise uncertainty [C]// Proceedings of 2005 International Conference on Wireless Network， Communications Mobile Computing: Vol 1， Jun 13-16， 2005， Maui， HI， USA. Piscataway NJ， USA: IEEE Computer Society， 2005: 464-469.

收稿日期：2007-03-20