認知無線電

認知無線電

認知無線電(Cognitive Radio,CR)的概念起源於1999年Joseph Mitola博士的奠基性工作,其核心思想是CR具有學習能力,能與周圍環境互動信息,以感知和利用在該空間的可用頻譜,並限制和降低衝突的發生。

起源
認知無線電(Cognitive Radio,CR)的概念起源於1999年Joseph Mitolo博士的奠基性工作,其核心思想是CR具有學習能力,能與周圍環境互動信息,以感知和利用在該空間的可用頻譜,並限制和降低衝突的發生。CR的學習能力是使它從概念走向實際套用的真正原因。有了足夠的人工智慧,它就可能通過吸取過去的經驗來對實際的情況進行實時回響,過去的經驗包括對死區、干擾和使用模式等的了解。這樣,CR有可能賦予無線電設備根據頻帶可用性、位置和過去的經驗來自主確定採用哪個頻帶的功能。隨著許多CR相關研究的展開,對CR技術存在多種不同的認識。最典型的一類是圍繞Mitola博士提出的基於機器學習和模式推理的認知循環模型來展開研究,他們強調軟體定義無線電(Software Defined Radio,SDR)是CR實現的理想平台。

概況

針對CR研究中存在的多種描述,美國FCC提出了CR的一個相當簡化的版本。他們在FCC-03322中建議任何具有自適應頻譜意識的無線電都應該被稱為認知無線電CR。FCC更確切地把CR定義為基於與操作環境的互動能動態改變其發射機參數的無線電,其具有環境感知和傳輸參數自我修改的功能。CR是一種新型無線電,它能夠在寬頻帶上可靠地感知頻譜環境,探測合法的授權用戶(主用戶)的出現,能自適應地占用即時可用的本地頻譜,同時在整個通信過程中不給主用戶帶來有害干擾。無線電環境中的無線信道和干擾是隨時間變化的,這就暗示CR將具有較高的靈活性。目前,CR的套用大多是基於FCC的觀點,因此也稱CR為頻譜捷變無線電、機會頻譜接入無線電等。

現狀

當前,在頻譜政策管理部門的帶動下,一些標準化組織採用了CR技術,並先後制定了一系列標準以推動該技術在多種套用場景下的發展。例如,IEEE802.22工作組對基於CR的無線區域網WRAN的空中接口標準正在制定中,目標是將分配給電視廣播的VHF/UHF頻帶的空閒頻道有效的利用起來;IEEE802.16工作組正在著手制定h版本標準,致力於改進如策略、MAC增強等機制以確保基於WiMAX的免授權系統之間、與授權系統之間的共存。此外,ITU也在努力尋找類似CR的頻譜共享技術。目前,受CR的潛力及其在無線電領域公認的“下下一件大事情”的激勵,國內不少院校和學者也已經開始了這方面的研究,如西安電子科技大學已經開展的2005年度“863”有關CR技術的研究.

趨勢

除了無線電頻譜的認知外,國內現在的研究方向開始向認知無線網路發展,包括網路協定的感知/識別/重配置等. 國家973基礎研究項目在2009年開始專門資助了這方面的項目。

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