Admin认知无线电(Cognitive Radio,CR),通过了解无线内部和外部环境状态实时做出行为决策。
认知无线电的概念起源于1999年Joseph Mitolo博士的奠基性工作,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。CR的学习能力是使它从概念走向实际应用的真正原因。有了足够的人工智能,它就可能通过吸取过去的经验来对实际的情况进行实时响应,过去的经验包括对死区、干扰和使用模式等的了解。这样,CR有可能赋予无线电设备根据频带可用性、位置和过去的经验来自主确定采用哪个频带的功能。随着许多CR相关研究的展开,对CR技术存在多种不同的认识。最典型的一类是围绕Mitola博士提出的基于机器学习和模式推理的认知循环模型来展开研究,他们强调软件定义无线电(Software Defined Radio,SDR)是CR实现的理想平台。
针对CR研究中存在的多种描述,美国FCC提出了CR的一个相当简化的版本。他们在FCC-03322中建议任何具有自适应频谱意识的无线电都应该被称为认知无线电CR。FCC更确切地把CR定义为基于与操作环境的交互能动态改变其发射机参数的无线电,其具有环境感知和传输参数自我修改的功能。CR是一种新型无线电,它能够在宽频带上可靠地感知频谱环境,探测合法的授权用户(主用户)的出现,能自适应地占用即时可用的本地频谱,同时在整个通信过程中不给主用户带来有害干扰。无线电环境中的无线信道和干扰是随时间变化的,这就暗示CR将具有较高的灵活性。目前,CR的应用大多是基于FCC的观点,因此也称CR为频谱捷变无线电、机会频谱接入无线电等。
当前,在频谱政策管理部门的带动下,一些标准化组织采用了CR技术,并先后制定了一系列标准以推动该技术在多种应用场景下的发展。例如,IEEE802.22工作组对基于CR的无线区域网络WRAN的空中接口标准正在制定中,目标是将分配给电视广播的VHF/UHF频带的空闲频道有效的利用起来;IEEE802.16工作组正在着手制定h版本标准,致力于改进如策略、MAC增强等机制以确保基于WiMAX的免授权系统之间、与授权系统之间的共存。此外,ITU也在努力寻找类似CR的频谱共享技术。目前,受CR的潜力及其在无线电领域公认的“下下一件大事情”的激励,国内不少院校和学者也已经开始了这方面的研究,如西安电子科技大学已经开展的2005年度“863”有关CR技术的研究。
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