关于认知无线电及频谱管理探究

《关于认知无线电及频谱管理探究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、关于认知无线电及频谱管理探究【摘要】本文对认知无线电、频谱管理进行了详细的说明,并阐述了在认知无线电技术下如何进行频谱管理。【关键词】认知无线电；频谱管理；动态频谱管理技术当前的无线网络采用的是固定频谱分配政策，有关政府机构根据一定规则将无线频谱资源固定地分配给授权用户使用。近年来随着对频谱资源需求的不断增加，固定分配频谱的政策在一些特定频段面临频谱资源匾乏的问题。于是，人们提出了认知无线电技术。认知无线电作为一种更智能的频谱共享技术，能够依靠人工智能的支持，感知无线通信环境，理论上允许在时间、频率以及空

2、间上进行多维的频谱复用，从而给出了一种高效利用频谱资源的新途径，为有效解决信息流量急剧增加与频谱资源日益紧张之间的矛盾提供了技术支持，同时为解决无线通信网络间的互扰问题提供了新思路。1认知无线电技术认知无线电（cR）这一术语最早是瑞典皇家技术学院JosephMitola博士于1999年在软件无线电的基础上首次提出的fzl,是一种利用动态频谱访问技术，通过与其所在环境的交互动态改变发射机参数的无线电设备。它能够感知外界环境，并使用人工智能技术从环境中学习，通过实时改变某些操作参数（比如传输功率、载波频率和调

3、制技术等）,使其内部状态适应接收到的无线信号的统计性变化，以达到以下目的：1.1任何时间任何地点的高度可靠通信：1.2对频谱资源的有效利用。现在世界上大多数对认知无线电的研究应用都是针对这两个目标来展开的。认知无线电通过分析外部环境提供的激励来认识它通信任务的内容，通过对接收和发送的信息内容进行分析，选择适当的解决方式综上所述，认知无线电是一种能够依靠人工智能的支持，感知无线通信环境，根据一定的学习和决策算法，实时、自适应地改变系统工作参数，动态地检测和有效地利用空闲频谱的无线电。根据上述定义，CR主要具

4、有两大特性：一是认知能力，即通过与无线环境交互来实时感知特定的时间和位置上未使用的频谱部分，从而可以暂时使用这些未用的频谱资源，而不会妨碍许可的用户：二是可重配置性，可以对CR动态配置以便在各种频率上发送和接收信号，并使用其硬件设计支持的多种不同接人技术以获得最大的自适应性。通过这两种特性，可以选择最佳的频带和配置最佳的操作参数。2频谱管理频谱管理是将行政管理，科学技术手段相结合，从而保证无线电通信设备不产生有害干扰，有效的工作和服务。简而言之，频谱管理就是有条理地管理使用无线电频谱的全过程。2.1频谱划

5、分无线电频谱划分是为各种无线电业务划分无线电频谱的过程，它们即有专用的也有共用的。在国际频率划分表基础上，各国主管部门将频段分配给国家无线电业务和具体系统。为了有效的使用频谱，划分的频段必须符合预期的业务要求的传播条件。例如业务要求提供全向覆盖一个大的区域，如广播电视，则分配的频段应在频谱的较低段。这些分配有时还要细分成频道以确保一定的负荷。信道和频率复用要求得到满足。2.2频率协调由于无线电频谱是一种宝贵的国家资源，而且来自专用的和政府用户需求是不断增加的，因此，需要设置一种机构,由他们来把频率指配给某

6、种业务和系统，借此才能接纳大量用户，这就是频率协调处理。频率协调处理从给一个系统选定频率开始，该频率不应对其他现有系统产生有害干扰，然后，这些资料可以与相应用户交换或协调，以保证各系统兼容。这种处理的目的是使通信系统之间的干扰最小而频率复用率最高。2.3频谱监测频谱监测工作是频谱管理的关键，频谱管理和执行官员完成他们相应使命都需要通过监测过程收集数据，通过频谱监测，可以得到频谱占用的情况和无线电台站工作质量的统计信息，可以协助频谱管理机构了解频谱使用的程度，并与档案文件或数据文件上的指配数据相比较，有效支

7、持频率指配、执照核发工作。频谱监测还可以帮助解决频谱工程、频率协调中的一些问题，如电磁兼容问题。3认知无线电下的频谱管理目前的频谱管理采用固定频谱分配策略，频谱资源被分配给固定的授权用户。例如，分配给电视频道的技术发展起来的，它具有智能感知频谱环境的能力。具有认知无线电功能的无线用户在非授权状态下可以与授权用户进行频谱共享，因此认知无线电技术必然会对目前的频谱管理产生影响，频谱管理部门也力求将这种频率的使用纳人其管理之下。从提高频谱利用率的角度出发，不仅不应该压制基于认知功能的非授权频谱使用，而且应该加以

8、鼓励，但是这与目前的频谱管理规则发生冲突。因此，好的解决方法是改变频谱管理思想和频谱管理规则，使其适应用户的需求和技术的发展。如何改变频谱管理思想和频谱管理策略以适应认知无线电的发展需要，目前还在进一步研究和探讨中。首先，要实现认知无线电下的频谱管理，必须得到频谱管理部门的支持。近些年来，一些频谱政策管理部门，如美国联邦通信委员会(FCC＞、英国通信办公室(Ofcom)对认知无线电技术都给与了积极的支持。另外，一些国际组织和大