相信童鞋們都對大名鼎鼎的認知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)有所耳聞，那到底是個(gè)什么東東呢？下面就來(lái)給大家普及一下認知無(wú)線(xiàn)電的基本知識。
隨著(zhù)無(wú)線(xiàn)通信需求的不斷增長(cháng)，對無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)支持的數據傳輸速率的要求越來(lái)越高。根據偉大的香農同志所提出的信息理論，這些通信系統對無(wú)線(xiàn)頻譜資源的需求也相應增長(cháng)，從而導致適用于無(wú)線(xiàn)通信的頻譜資源變得日益緊張，成為制約無(wú)線(xiàn)通信發(fā)展的新瓶頸。另一方面，已經(jīng)分配給現有很多無(wú)線(xiàn)系統的頻譜資源卻在時(shí)間和空間上存在不同程度的閑置。問(wèn)題出現了，解決發(fā)法捏？因此，偉大的科學(xué)家筒子們提出了采用認知無(wú)線(xiàn)電(CR，全稱(chēng)Cognitive Radio)技術(shù)，通過(guò)從時(shí)間和空間上充分利用那些空閑的頻譜資源，從而有效解決上述難題。
認知無(wú)線(xiàn)電是一種智能頻譜共享技術(shù)，通過(guò)智能學(xué)習以及對頻譜環(huán)境的感知對傳輸參數進(jìn)行實(shí)時(shí)的調整，能夠對頻譜的利用率進(jìn)行顯著(zhù)的提升。
圖1 認知環(huán)
1認知無(wú)線(xiàn)電架構
“無(wú)線(xiàn)電之父”Mitola的概念模型包括硬件和軟件。其軟件部分由基礎軟件和智能軟件構成。硬件部分重點(diǎn)使用軟件無(wú)線(xiàn)電的基本體系結構，由安全模塊、調制解調器、天線(xiàn)、射頻、基帶信號處理和用戶(hù)接口部分構成。調制解調器可以解決收發(fā)信號的調制解調以及均衡信號的問(wèn)題；天線(xiàn)是為了接收并發(fā)射無(wú)線(xiàn)電信號；射頻前端由無(wú)線(xiàn)電信號的放大以及其必要變換構成；基帶處理模塊能夠解決網(wǎng)絡(luò )中的各種協(xié)議與控制問(wèn)題，兼容不同的網(wǎng)絡(luò )；用戶(hù)接口部分可以根據RKRL語(yǔ)言滿(mǎn)足不同的接口服務(wù)，同時(shí)使用關(guān)于用戶(hù)需要的支持自動(dòng)推理的方法，實(shí)現個(gè)人通信服務(wù)。
圖2 CR射頻前端結構圖
2認知無(wú)線(xiàn)電物理層技術(shù)特征
1. 頻率偵聽(tīng)
認知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)在應用中，能夠對頻譜進(jìn)行連續的偵聽(tīng)，以此對沒(méi)有占用的頻譜進(jìn)行及時(shí)的發(fā)現，在不對主用戶(hù)造成干擾的情況下對用戶(hù)的再次出現進(jìn)行快速的檢測，以此便于為用戶(hù)騰出相應的帶寬。要想對該功能進(jìn)行實(shí)現，就需要對一種新的功能-頻譜偵聽(tīng)技術(shù)進(jìn)行運用，能夠獲得非常高的檢測率。而受到檢測能力的限制以及陰影衰落以及多徑情況的影響，為了能夠更為準確的對用戶(hù)不同的接收功率進(jìn)行檢測，該技術(shù)在帶寬頻率捷變以及前端靈敏度方面具有更高的要求。在早期，其對周期平穩過(guò)程以及導頻信號技術(shù)進(jìn)行應用，并不能夠對頻譜檢測的可靠性進(jìn)行滿(mǎn)足。而就目前來(lái)說(shuō)，則可以通過(guò)DF、AF以及CF協(xié)議的應用對其頻譜偵聽(tīng)能力進(jìn)行提升。
2. 動(dòng)態(tài)頻譜分析
在現今的頻譜研究中，歐洲地區的很多項目已經(jīng)對不同網(wǎng)絡(luò )的動(dòng)態(tài)頻譜分配算法進(jìn)行了研究，而對于認知無(wú)線(xiàn)電網(wǎng)絡(luò )來(lái)說(shuō)，用戶(hù)在可用信道、位置以及數量方面的需求具有著(zhù)變化的特征，并因此使這部分技術(shù)存在著(zhù)不完全適用的情況�？紤]到目前動(dòng)態(tài)頻譜分配在標準、政策以及接入協(xié)議等方面的限制，基于頻譜統籌策略是現今應用較多的頻譜共享技術(shù)，在該技術(shù)中，其思想即首先將不同業(yè)務(wù)的頻譜合并成一個(gè)公共的頻譜池，之后再將其劃分為不同的信道。沒(méi)有得到授權的用戶(hù)，則可以對這部分空閑的信道進(jìn)行臨時(shí)的占用。對于該策略來(lái)說(shuō)，對信道應用的公平性以及利用率進(jìn)行了充分的考慮，可以說(shuō)是一個(gè)受限信道的分配問(wèn)題。
圖3 頻譜感知技術(shù)分類(lèi)
3認知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)的發(fā)展
就目前來(lái)說(shuō)，無(wú)線(xiàn)電思想已經(jīng)在很多無(wú)線(xiàn)通信的領(lǐng)域當中得到了應用，如在5GHz頻段的IEEE·802.11a，則對TPC以及DFS機制進(jìn)行了應用，以此有效的避免了同雷達信號間的干擾。而在高速情況下接入的EVDO以及HSDPA認知調制，則需要通過(guò)對用戶(hù)需要服務(wù)的確認對用戶(hù)工作的最佳環(huán)境進(jìn)行識別，并在此基礎上對更為有效的數據速率以及調制方案進(jìn)行設定，以此對用戶(hù)的QoS需求進(jìn)行滿(mǎn)足。對于這部分技術(shù)來(lái)說(shuō)，其僅僅是認知無(wú)線(xiàn)電功能中非常小的一部分，能夠按照漸進(jìn)方式擴展到無(wú)線(xiàn)電全部性能。
認知無(wú)線(xiàn)電技術(shù)是現今非常熱門(mén)的無(wú)線(xiàn)技術(shù)類(lèi)型，據射頻君所知，下一代的單兵電臺就以及打算采用認知無(wú)線(xiàn)電+去中心化的方式來(lái)實(shí)現，高級吧？嘿嘿，所以就目前來(lái)說(shuō)，射頻君還是可以預見(jiàn)認知無(wú)線(xiàn)技術(shù)較大的發(fā)展潛力，有興趣的童鞋們未來(lái)可以從鏈路維護、定價(jià)策略以及系統安全等方面進(jìn)行更加深入的研究。 |
