魏宜平

（國(guó)家新聞出版廣電總局二〇二二電臺(tái) 新疆喀什市 844000）

探討認(rèn)知無線電中頻譜感知技術(shù)的運(yùn)用

魏宜平

（國(guó)家新聞出版廣電總局二〇二二電臺(tái) 新疆喀什市 844000）

隨著我國(guó)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)頻譜資源有著更多的需求。但通信用戶的增多，使頻譜資源相對(duì)較少，難以滿足用戶的實(shí)際需求，所以，加強(qiáng)頻譜感知技術(shù)的研究具有必要性。頻譜感知技術(shù)是認(rèn)知無線電的重要組成部分，加強(qiáng)該技術(shù)的應(yīng)用，能夠在一定程度上推動(dòng)著認(rèn)知無線電的發(fā)展。本文主要對(duì)頻譜感知技術(shù)和認(rèn)知無線電中頻譜感知方法進(jìn)行分析，并提出該項(xiàng)技術(shù)在認(rèn)知無線電中的具體應(yīng)用。

認(rèn)知無線電；頻譜感知技術(shù)；應(yīng)用

前言

現(xiàn)階段，信息技術(shù)的發(fā)展，為人們社會(huì)生活提供便利，同時(shí)使頻譜資源相對(duì)較為緊張。認(rèn)知無線電技術(shù)的發(fā)展，使人們對(duì)其的重視度不斷提升。頻譜資源的分配不夠合理，部分資源相對(duì)較為緊張，部分資源比較閑置，其利用率大大降低。基于認(rèn)知無線電的頻譜感知技術(shù)，能夠?qū)︻l譜資源進(jìn)行感知，并對(duì)其加以合理應(yīng)用，既能避免對(duì)用戶造成不必要的干擾影響，又能提高頻譜資源的使用效率，為人們提供穩(wěn)定的通信條件。

1 頻譜感知技術(shù)

所謂頻譜感知技術(shù)，即相關(guān)人員對(duì)授權(quán)用戶信號(hào)的檢測(cè)，能夠?yàn)橥ㄐ挪块T工作人員提供有力的工作依據(jù)。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，為用戶提供便利，但也加劇頻譜資源使用的緊張度。通過頻譜感知技術(shù)，能夠?qū)︻l譜資源進(jìn)行感知。

認(rèn)知無線電中頻譜感知方法主要有兩種：①基于單節(jié)點(diǎn)檢測(cè)方法；②多節(jié)點(diǎn)的協(xié)作檢測(cè)技術(shù)。①基于單節(jié)點(diǎn)檢測(cè)方法，主要針對(duì)單個(gè)認(rèn)知無線電接收的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并明確相關(guān)頻率使用狀態(tài)。②基于多節(jié)點(diǎn)的協(xié)作頻譜檢測(cè)方法，能夠?qū)Χ鄠€(gè)節(jié)點(diǎn)的頻譜進(jìn)行感知和形成檢測(cè)結(jié)果，并對(duì)相關(guān)信息內(nèi)容進(jìn)行合并，可以使多個(gè)用戶之間保持相互通信的溝通與聯(lián)系，提高檢測(cè)的概率。

單節(jié)點(diǎn)頻譜檢測(cè)中包含諸多內(nèi)容，都是對(duì)目標(biāo)頻段中是否存在主用戶信號(hào)的問題加以檢測(cè)，對(duì)我國(guó)通信行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供積極的借鑒作用。①匹配濾波器的檢測(cè)?；谠摍z測(cè)方式，能夠?qū)⒔邮盏男盘?hào)信噪比最大化，為相關(guān)人員提供有力的工作依據(jù)。該檢測(cè)方式比較常用，能夠在短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。所以，在通信信號(hào)、雷達(dá)信號(hào)等頻譜檢測(cè)中，應(yīng)用該檢測(cè)方式的相對(duì)較多，能夠快速對(duì)不相干的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，避免受不良信號(hào)的影響。但是，相關(guān)人員要利用該方式開展檢測(cè)工作時(shí)，應(yīng)確定先驗(yàn)信息，并對(duì)同步相干信號(hào)加以調(diào)解，更適用于特定信號(hào)的檢測(cè)中。②能量檢測(cè)。該檢測(cè)方式可以通過接收信號(hào)的能量進(jìn)行信號(hào)判斷，其檢測(cè)方式較為簡(jiǎn)單，屬于非相干檢測(cè)。在檢測(cè)過程中，主用戶信號(hào)能夠進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，傅里葉將其數(shù)據(jù)信息內(nèi)容進(jìn)行時(shí)間平均，求得能量值，為相關(guān)工作人員提供有效的檢測(cè)結(jié)果。③周期特性檢測(cè)方式有一定程度的應(yīng)用。在認(rèn)知無線電中，人工周期信號(hào)發(fā)揮著主要的調(diào)制性作用，因而使信號(hào)呈現(xiàn)周期性的特征，所以相關(guān)人員可以對(duì)周期性的信號(hào)加以檢測(cè)[1]。

協(xié)作頻譜檢測(cè)方法應(yīng)用相對(duì)較多，但在實(shí)際檢測(cè)工作中，可能存在諸多缺陷，進(jìn)而對(duì)檢測(cè)工作產(chǎn)生不良影響。所以，在開展檢測(cè)工作之前，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)各用戶之間的通信關(guān)系加以了解，為提高檢測(cè)結(jié)果精確性創(chuàng)造良好條件?；谠摍z測(cè)方法的頻譜感知技術(shù)，可以通過分布式和中心式協(xié)作檢測(cè)而實(shí)現(xiàn)，前者是對(duì)局部節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息感知和分析，后者是將各節(jié)點(diǎn)的感知信息傳送至中心基站，并對(duì)全部感知信息加以融合，形成結(jié)果。在協(xié)作頻譜感知檢測(cè)方法的作用下，不僅確保檢測(cè)結(jié)果的精準(zhǔn)性，而且可能消除諸多隱患問題[2]。

2 頻譜感知技術(shù)在認(rèn)知無線電中的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用于UWB中

在認(rèn)知無線電中有效應(yīng)用頻譜感知技術(shù)，能夠提高頻譜的使用效率，且相關(guān)人員可以對(duì)頻譜資源加以靈活調(diào)度。CuWB是智能無線系統(tǒng)，集CR和UWB技術(shù)的優(yōu)勢(shì)于一體，能夠充分發(fā)揮其積極作用。頻譜感知技術(shù)在其中的應(yīng)用，可以對(duì)頻譜密度、波形等內(nèi)容加以了解和掌握，為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的智能化奠定良好的條件。在認(rèn)知無線電中，頻譜感知技術(shù)能夠通過CR對(duì)周圍的頻譜環(huán)境加以感知，進(jìn)而將UWB系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)得以展現(xiàn)，有利于提高無線電技術(shù)水平。在智能無線系統(tǒng)中，頻譜感知技術(shù)獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，能夠進(jìn)行有效的排列，進(jìn)行構(gòu)建有效的UWB結(jié)構(gòu)，形成脈沖波形，可以對(duì)相關(guān)通信信息進(jìn)行發(fā)射與接收，在一定程度上能夠增強(qiáng)認(rèn)知無線電的技術(shù)水平[3]。

2.2 應(yīng)用于Mesh網(wǎng)中

Mesh網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具有多個(gè)節(jié)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)雙向通信，有利于用戶之間的相互溝通與交流。在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，多個(gè)用戶之間可以進(jìn)行有效的通信，實(shí)現(xiàn)一個(gè)節(jié)點(diǎn)與一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)相聯(lián)系。隨著我國(guó)通信技術(shù)的快速發(fā)展，為人類社會(huì)生活提供諸多便利，而通信用戶的逐漸增多，對(duì)通信技術(shù)水平有著更高的要求，通信企業(yè)為滿足更多通信用戶的實(shí)際需求，必須進(jìn)一步加強(qiáng)Mesh網(wǎng)建構(gòu)。頻譜資源是認(rèn)知無線電的重要資源組成部分，其資源的合理分配和調(diào)度，能夠進(jìn)一步提升我國(guó)通信技術(shù)水平和頻譜利用率，為人們創(chuàng)造可靠的通信環(huán)境。將頻譜感知技術(shù)廣泛應(yīng)用于Mesh網(wǎng)中，可以使通信技術(shù)有效應(yīng)用于人口稠密的城市中。無線寬帶的接入，是通信技術(shù)持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，在頻譜感知技術(shù)的作用下，Mesh網(wǎng)與認(rèn)知無線電技術(shù)能夠得以有機(jī)融合，不僅提高頻譜資源的利用率，而且提升我國(guó)通信網(wǎng)絡(luò)的效率[4]。

3 結(jié)論

近年來，認(rèn)知無線電技術(shù)逐漸發(fā)展，為人們生活帶來諸多便利，但該領(lǐng)域未能得到充分開發(fā)，因而許多專家學(xué)者對(duì)該技術(shù)的研究逐漸增多，以期拓展認(rèn)知無線電技術(shù)的發(fā)展空間。頻譜感知技術(shù)在認(rèn)知無線電中的應(yīng)用，能夠?yàn)槿藗兲峁└鼮槌渥愕念l譜資源，有力的推動(dòng)著人類社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步。但是，頻譜感知技術(shù)在認(rèn)知無線電技術(shù)中的應(yīng)用空間仍然相對(duì)較大，亟需得到相關(guān)人員的大力研究，以充分發(fā)揮頻譜感知技術(shù)的積極作用。

[1]王海濤，江瑾堯.認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中的頻譜感知技術(shù)及面臨的挑戰(zhàn)[J].數(shù)據(jù)通信，2010，02：20～24.

[2]郭云瑋，劉全，高俊.認(rèn)知無線電中頻譜感知技術(shù)的研究進(jìn)展[J].中興通訊技術(shù)，2010，06：39～43.

[3]于焦龍.認(rèn)知無線電中的頻譜感知技術(shù)探究[J].中山大學(xué)研究生學(xué)刊（自然科學(xué)·醫(yī)學(xué)版），2013，04：27～41.

[4]閆琦，楊家瑋，張?chǎng)?認(rèn)知無線電中基于截?cái)嘈蜇灆z測(cè)的頻譜感知技術(shù)[J].電子與信息學(xué)報(bào)，2011，07：1532～1536.

TN92

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1004-7344（2016）14-0269-01

2016-4-29

魏宜平（1977-），男，四川人，工程師，本科，畢業(yè)于新疆大學(xué)，計(jì)算機(jī)通信專業(yè)，從事設(shè)備維護(hù)和技術(shù)改造工作。