王鑫+程毓華+孫軍+杜愷+王守金

摘 要：認(rèn)知無(wú)線電是一種基于人工智能的新一代無(wú)線通信技術(shù)，它可以同構(gòu)學(xué)習(xí)，有目的的實(shí)時(shí)改變一些操作參數(shù)，從而解決益緊張的頻譜資源短缺問(wèn)題。本文針對(duì)認(rèn)知無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)展開(kāi)研究，針對(duì)其研究背景、發(fā)展現(xiàn)狀、概念進(jìn)行了分析，并對(duì)其應(yīng)用加以闡述。

關(guān)鍵詞：無(wú)線電；檢測(cè)；技術(shù)研究

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.248

1 引言

認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)是一種智能頻譜共享技術(shù)，通過(guò)學(xué)習(xí)和決策算法，對(duì)空閑頻譜進(jìn)行動(dòng)態(tài)地檢測(cè)，同時(shí)有效利用頻譜資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)不可再生頻帶充分利用的目的，在頻譜緊張的情況下極大地提高了頻譜的利用率，有效解決了無(wú)線通信中頻譜利用率低下，浪費(fèi)嚴(yán)重的問(wèn)題。

認(rèn)知無(wú)線電（CR）研究中，極具代表性的是DARPA，其主要從事關(guān)鍵技術(shù)與方法的研究，以實(shí)現(xiàn)CR動(dòng)態(tài)頻譜分配與調(diào)度應(yīng)用。其資助的XG：下一代無(wú)線通信項(xiàng)目已取得了一定的進(jìn)展。從2003 年開(kāi)始，Raytheon 公司與美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃署合作，主要從事認(rèn)知無(wú)線技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)；英國(guó)的無(wú)線通信技術(shù)研究也正在向CR轉(zhuǎn)型；由歐洲通信協(xié)會(huì)資助的TRUST、DRiVE以及OverDRiVE等項(xiàng)目，主要針對(duì)無(wú)線電環(huán)境下混合多網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)頻譜的分配。此外，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校，荷蘭代爾夫特大學(xué)，柏林技術(shù)研究所及摩托羅拉，英特爾和其他公司也進(jìn)行了CR技術(shù)的研究。

在我國(guó)，認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)也引起了諸多高校和研究機(jī)構(gòu)的高度重視，針對(duì)其關(guān)鍵問(wèn)題展開(kāi)了研究，并取得了階段性成果。目前，國(guó)內(nèi)研究熱點(diǎn)主要集中在CR系統(tǒng)中的跨層、動(dòng)態(tài)介入技術(shù)、QoS保證機(jī)制以及空間信號(hào)檢測(cè)和分析等方面。

2 認(rèn)知無(wú)線電檢測(cè)技術(shù)

在認(rèn)知無(wú)線電研究中，頻譜感知技術(shù)以其能夠?qū)崟r(shí)、可靠、獨(dú)立、連續(xù)的對(duì)主用戶信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)而成為CR技術(shù)的重要基礎(chǔ)和基石。目前，頻譜感知技術(shù)可以分為：基于發(fā)射機(jī)的檢測(cè)、協(xié)作檢測(cè)以及基于干擾的檢測(cè)三類。其中，基于發(fā)射機(jī)的檢測(cè)有包括：能量檢測(cè)、匹配濾波器檢測(cè)和循環(huán)平穩(wěn)特征檢測(cè)等方法，如圖1所示。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為了提高對(duì)信號(hào)的檢測(cè)性能，這些頻譜感知算法將融合使用。

3 認(rèn)知無(wú)線電的應(yīng)用

（1）在無(wú)線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用。IEEE 802.22工作組已將認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)確定為無(wú)線區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（WRAN）的核心技術(shù)，并應(yīng)用于電視廣播頻段。目前IEEE 802.22工作組正在研究基于認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的MAC 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的制定和WRAN 的物理層等工作。

（2）在超寬帶（UWB）中的應(yīng)用。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)能夠在幫助UWB 實(shí)現(xiàn)協(xié)作共存策略方面起到主要作用[4]，CR技術(shù)與 UWB 技術(shù)相結(jié)合以達(dá)到抗干擾的目的已成為當(dāng)前超寬帶（UWB）領(lǐng)域研究的重中之重。

（3）在無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）中的應(yīng)用。認(rèn)知無(wú)線電的優(yōu)勢(shì)在于頻譜檢測(cè)和管理，完全可以在無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）中引入認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)?，F(xiàn)階段針對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）環(huán)境下CR技術(shù)的研究主要集中在對(duì)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的制定上。

（4）在全球微波接入互操作性（WiMAX）中的應(yīng)用。全球微波接入互操作性（WiMAX）的應(yīng)用與發(fā)展面臨著眾多的問(wèn)題，其中人們最為關(guān)注的是頻率問(wèn)題，怎樣解決WiMAX頻率利用率問(wèn)題成為認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)問(wèn)題。

4 結(jié)論

無(wú)線通信和個(gè)人通信，在過(guò)去的幾十年中得到了飛速的發(fā)展，各種系統(tǒng)架構(gòu)、協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和新興的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也飛速發(fā)展，這就使得現(xiàn)有的頻譜資源變得異常緊張，認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)為人們有效解決頻譜資源緊缺問(wèn)題提供了有力保障。本文在對(duì)前工作研究的前提下，對(duì)現(xiàn)有研究成果進(jìn)行分析總結(jié)，并從認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的背景、概念、發(fā)展現(xiàn)狀及其應(yīng)用幾方面加以闡述。

參考文獻(xiàn) ：

[1]唐龍.一種新型的認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)[J].計(jì)算機(jī)科學(xué)，2011（10）：326-330.

[2]李建中，高宏.無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2008，45（01）：1-15.

[3]張國(guó)偉.認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中頻譜感知技術(shù)研究[D].山東大學(xué)，2011.

[4]Tevfik Yucek. A Survey of Spectrum Sensing Algorithms for Cognitive Radio Applications[J]. IEEE COMMUNICATIONS SURVEYS &TUTORIALS.VOL.11，NO.1， FIRST QUARTER 2009.116-130.

作者簡(jiǎn)介：王鑫（1979-），男，講師，主要研究方向：無(wú)線認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)。endprint