认知无线电的发展历程与现状
摘要:认知无线电是一种通过与其运行环境交互而改变其发射参数从而提高频谱利用率的新的智能技术,其核心思想是CR具有学习能力,能与周围环境交互信息,以感知和利用在该空间的可用频谱,并限制和降低冲突的发生,认知无线电就是通过频谱感知(SpectrumSe
si
g)和系统的智能学习能力,实现动态频谱分配(DSA:dy
amicspectrumallocatio
)和频谱共享(SpectrumShari
g)。本文主要分析认知无线电的起源,认知无线电的关键技术概要,认知无线电的相关标准化进程以及认知无线电的应用场景等多个方面,对认知无线电进行一个概述,从而加深对无线电的认知与了解。关键字:认知无线电、起源、关键技术、标准化、应用
随着无线通信需求的不断增长,对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。根据香农信息理论,这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长,从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张,成为制约无线通信发展的新瓶颈。另一方面,已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。为解决无线频谱资源紧张的问题,出现了许多先进的无线通信理论与技术,如链路自适应技术、多天线技术等。这些技术虽然能提高频谱效率,但仍受限于Sha
o
理论。
美国联邦通信委员会的大量研究表明:ISM频段以及适用于陆地移动通信的2GHz左右授权频段过于拥挤,而有些授权频段却经常空闲。因而提出了认知无线电。认知无线电是一种智能频谱共享技术。它通过感知频谱环境、智能学习并实时调整其传输参数,实现频谱的再利用,进而显著地提高频谱的利用率,通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源,从而有效解决上述难题。1认知无线电的发展历程
认知无线电的概念是由JosephMitola博士在1999年提出的,他认为认知无线电可以使SDR从预置程序的盲目执行者转变为无线电领域的智能代理,并在论文中描述了认知无线电如何通过无线电知识表示语言(RKRL)来提高个人无线业务的灵活性。2004年Rieser支出认知无线电不一定必须有SDR的支撑,他提出基于遗传算法的生物启发认知模型更适用于可快速部署的灾难通信系统。该认知模型可对无线电系统的物理层和MAC层烦人演进建模,主要由三部分组成,包括用于监听无线环境,进行信道建模的无线信道遗传算法(WCGA)、演进并自适应无线环境的无线通信遗传算法(WSGA)和根据无线电信道模型和无线电参数,监视并改变系统的状态,以决定如何适应无线电的认知监视系统(Cr