摘要：現(xiàn)有的靜態(tài)電磁頻譜管理模式已經(jīng)無法適應(yīng)無線技術(shù)和無線服務(wù)的飛速發(fā)展，而且導(dǎo)致了已分配頻譜使用率不高，頻譜管理模式亟待改革。而認(rèn)知無線電技術(shù)可以感知周圍無線頻譜環(huán)境，并且改變操作參數(shù)以更好地使用感知到的可用頻譜。這種思想給未來的頻譜管理帶來了希望，基于認(rèn)知無線電技術(shù)的頻譜管理模式成為頻譜管理部門的研究熱點(diǎn)。本文也提出了對(duì)基于認(rèn)知無線電的頻譜管理模式的一些研究和看法。

關(guān)鍵詞：無線服務(wù)；無線技術(shù)；頻譜管理模式

中圖分類號(hào)：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9599 （2012） 15-0000-02

1 前言

本文嘗試從認(rèn)知無線電的角度思考未來頻譜管理的趨勢，行文結(jié)構(gòu)如下，第二部分簡單介紹國內(nèi)外關(guān)于動(dòng)態(tài)頻譜管理和認(rèn)知無線電的研究發(fā)展現(xiàn)狀；第三部分討論認(rèn)知無線電的相關(guān)知識(shí)；第四部分討論動(dòng)態(tài)頻譜管理的拓?fù)淇蚣?；第四部分是關(guān)于動(dòng)態(tài)頻譜管理的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架及關(guān)鍵技術(shù)的探討；第六部分是結(jié)束語，為進(jìn)一步的研究指明方向。

2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

信息化條件下的戰(zhàn)爭將是陸、海、空、天及電磁的聯(lián)合作戰(zhàn)，戰(zhàn)場將時(shí)刻處在廣闊的電磁環(huán)境之中，無線電已成為影響戰(zhàn)爭成敗的重要的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)資源和重要力量，電磁頻譜資源不足將成為制約軍隊(duì)總體作戰(zhàn)效能的重要因素。

2.1 美國頻譜發(fā)展現(xiàn)狀

美軍電磁頻譜管理起步較早，他們率先制定和發(fā)布了一系列管理政策和計(jì)劃，并建立了完善的管理體系，不斷深入研究和積極探索認(rèn)知領(lǐng)域的管理制度，為美軍取得電磁優(yōu)勢提供了強(qiáng)有力的保障。

2004年，美國出臺(tái)了《電磁頻譜管理和使用政策》，新修訂了頻譜管理和使用方面的政策，明確了有關(guān)負(fù)責(zé)保護(hù)己方頻譜應(yīng)用和破壞敵方頻譜應(yīng)用組織的職責(zé)，隨后國防部有頒發(fā)了一系列文件。這些法規(guī)制度將頻譜管理定義為操作、設(shè)計(jì)和管理過程中對(duì)電磁頻譜運(yùn)用的計(jì)劃、協(xié)調(diào)和管理活動(dòng)，其目的是使依靠電磁頻譜工作的設(shè)備在設(shè)定的環(huán)境中工作時(shí)不會(huì)遭受破壞。

為提高頻譜利用率，美國開發(fā)了多種成熟的技術(shù)，這些不斷完善的技術(shù)既可以通過限制信號(hào)的傳播區(qū)域來增加用戶數(shù)量，還可以使用信號(hào)間傳播方式和地點(diǎn)的不同實(shí)現(xiàn)同頻率在同一地域的同時(shí)使用，以此來達(dá)到頻譜復(fù)用額效果。當(dāng)前，美國正在努力將認(rèn)知無線電引入到電磁頻譜管理的范疇中，并提出了下一代通信項(xiàng)目，該項(xiàng)目將使用人工智能技術(shù)從周圍的環(huán)境學(xué)習(xí)，通過不斷的改變其中的技術(shù)參數(shù)，其內(nèi)部狀態(tài)將適應(yīng)性的接收到無線電信號(hào)的特新變化，以此來達(dá)到在任何時(shí)間任何地點(diǎn)都能夠?qū)崿F(xiàn)更高可靠的通信。

2.2 國內(nèi)頻譜發(fā)展現(xiàn)狀

隨著國外無線電頻譜在戰(zhàn)爭中不斷發(fā)展運(yùn)用，我國也不斷意識(shí)到將來戰(zhàn)爭將是高技術(shù)條件下多維一體、立體式的信息化戰(zhàn)爭，如果失去信息的控制權(quán)，形成信息的不對(duì)稱性，將會(huì)嚴(yán)重影響到戰(zhàn)斗力和生存力。電磁頻譜管理技術(shù)的發(fā)展是我國電磁頻譜管理發(fā)展建設(shè)的重中之重，不斷通過完備功能、提高自動(dòng)化程度來維護(hù)好日益復(fù)雜的電磁空間中的用頻秩序。

隨著電磁戰(zhàn)場將成為與空間戰(zhàn)場、地面戰(zhàn)場和海洋戰(zhàn)場并存的第四維戰(zhàn)場，我國要從頂層設(shè)計(jì)入手，制訂未來電磁頻譜管理、裝備使用發(fā)展方面的規(guī)劃，建立起完善的管理機(jī)制、法規(guī)體系和一支較強(qiáng)的電磁頻譜管理力量。這樣，我國才能具備在未來戰(zhàn)場密集信號(hào)環(huán)境下動(dòng)態(tài)監(jiān)視、科學(xué)管理和有效控制電磁頻譜的能力，才能有效運(yùn)用電磁頻譜，才能實(shí)現(xiàn)和保持電磁優(yōu)勢。

3 動(dòng)態(tài)頻譜管理框架研究

認(rèn)知能力是指電臺(tái)可以從其工作的電磁頻譜環(huán)境中感知信息。這種能力管理可以通過觀測感興趣的頻段上的能量來簡單地實(shí)現(xiàn)。但是如果要感知電磁頻譜環(huán)境在時(shí)間和空間上的變化，并且要避免對(duì)其他用戶（主要指授權(quán)用戶）的干擾，就需要比較復(fù)雜的感知技術(shù)。通過認(rèn)知能力，在特定時(shí)間和特定地域的沒有使用的頻譜信息就會(huì)被感知出來。同時(shí)，可以提供最好的頻譜段并且電臺(tái)可以根據(jù)該頻譜段來選擇最佳的操作參數(shù)以達(dá)到最好的工作性能。

基于這種要求，動(dòng)態(tài)頻譜管理應(yīng)運(yùn)而生，它是依賴于認(rèn)知無線電對(duì)周邊電磁頻譜環(huán)境的感知能力，但僅僅具有這種認(rèn)知能力還不夠，這還需要有一整套的相關(guān)功能，即需要一種完全合適的結(jié)構(gòu)來組合這些功能和技術(shù)。為了實(shí)現(xiàn)認(rèn)知用戶之間的互通、認(rèn)知用戶與授權(quán)用戶之間的互通，以及不影響已存在的授權(quán)網(wǎng)絡(luò)的使用。要實(shí)現(xiàn)這些互聯(lián)互通，勢必就需要網(wǎng)絡(luò)的形式來部署整個(gè)通信網(wǎng)，進(jìn)而實(shí)施動(dòng)態(tài)的頻譜資源管理。

具體地說，動(dòng)態(tài)頻譜管理需要做到，一是確定哪些頻譜可用，且在授權(quán)頻段上檢測授權(quán)用戶的出現(xiàn)；二是選擇最佳的頻譜段或信道，這是動(dòng)態(tài)頻譜管理的關(guān)鍵；三是與其他的認(rèn)知用戶協(xié)作接入可用的信道；四是在授權(quán)頻段內(nèi)，當(dāng)檢測到授權(quán)用戶時(shí)，認(rèn)知用戶要轉(zhuǎn)移到另外的頻譜段或信道上。這四種要求到動(dòng)態(tài)頻譜管理網(wǎng)絡(luò)所需具有的四種功能上：

4 結(jié)束語

認(rèn)知無線電概念的提出，解決了無線電頻譜資源不足的現(xiàn)狀，為實(shí)現(xiàn)頻譜的動(dòng)態(tài)管理及提高利用率提供了較強(qiáng)的技術(shù)支撐。該技術(shù)正得到越來越多國家的高度重視，很多機(jī)構(gòu)也正在進(jìn)行深入的研究，相信將來認(rèn)知無線電技術(shù)會(huì)更加炙手可熱，并且會(huì)成為下一波具有較強(qiáng)沖擊性的技術(shù)革新浪潮。

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