认知无线电在军事中的应用
摘要：认知无线电在无需专门授权的情况下，能够借助频谱感知等技术接入已授权频段，实现对无线频谱资源的动态共享，极大地提高频谱利用效率和通信系统性能，必将对无线通信，尤其是军事通信产生深远的影响。文中首先简要叙述了认知无线电产生的背景，尔后对频谱感知、位置感知、链路保持、频谱池共享等关键技术进行了简要叙述。重点分析了认知无线电在军事通信中的应用及其优势。最后对军用认知无线电面临的机遇和挑战做了简要展望。关键词：认知无线电动态频谱共享频谱感知关键词
1引言
众所周知，无线电频谱是一种宝贵的自然资源。虽然在理论上3000GHz以下的电磁频谱均被称为无线电频谱，但由于技术的限制，目前人类仅仅划分出9kHz到400GHz的使用频段。实际上，军用的频段集中在40GHz以下，而民用频段主要集中在3GHz以下。随着移动通信技术的迅速发展，新的无线通信业务层出不穷，用户数量不断增加，频谱资源变得日益紧缺。为了解决这一问题，人们先后发明了多种先进的调制技术、编码技术以及多天线技术、链路自适应等新技术。这些技术从不同的角度提高了信道容量，取得了较好的效果。然而，由于受到香农极限的限制，人们不可能无限制地提高信道容量。虽然无线电频谱可以重复使用，但就某个频点或频段来说，在一定的时域、空域是有限的，是不能够重复使用的。与频谱资源短缺形成鲜明对比的却是现有频谱利用率的极其低下。图l为加利福尼亚大学伯克利分校测试的06GHz频谱利用率。实测结果表明，在全球授权频段，即便是信号传播特性较好、需求非常紧张的300MHz到3GHz频段内，频谱利用率也不到6％；在34GHz频段，频谱利用率降低为05％；在4GHz以上，频率利用率更低。因此，如何对频谱资源进行有效共享，充分提高频谱利用率成为亟待解决的问题。在这样的背景下，认知无线电CR，Cog
itiveRadio技术提出了一种新的解决思路一通过动态频谱共享DSS，Dy
amicSpectrumShari
g来提高无线频谱的利用效率。
f2认知无线电技术
1999年，软件无线电奠基人、瑞典皇家理工学院J．Mitola博士在软件无线电SR，SoftwareRadio的基础上提出了认知无线电的概念。JMitola在其博士论文和随后的一系列论述中，对CR进行了较为系统的阐述。CR的概念一经提出就引起了世界各国众多学者的密切关注。IEEE、FCC、SDR论坛等机构都从不同的角度对CR进行了描述和定义。这些定义实质上大同小异，概括来说：认知无线电能够不断感知周围电磁环境和地理环境的变化，通过机器学习的r