認知無線電的發展與實踐

周素芬（國家廣播電影電視總局北京廣播電視維護中心,北京 100035）

認知無線電的發展與實踐

周素芬
（國家廣播電影電視總局北京廣播電視維護中心,北京 100035）

無線電技術是一種科技智能的表現形式，其在自主尋找以及使用空閑頻道資源能力中發揮著突出的實際作用。在當今時代背景之下，認知無線電已經作為一種滿足人們日常生活通信的一種切實可行的有效措施。不過由于我國無線電技術的發展起步較晚，同時還因為西方國家無線電技術的封鎖，導致了我國無線電技術的發展當中困難問題重重不斷，嚴重阻礙著我國無線電事業的發展，因而筆者就當前的發展困境，在本文當中對無線電發展的實踐和探索進行了基本原理的分析，同時就無線電當中的射頻、數據傳輸、頻譜反之等一些重要的關鍵性技術進行了大量的資料研究和實力佐證，同時筆者就我國當前良好的發展環境下，無線電技術的應用會在我國產生怎樣的效果進行了大膽預測，在此提出分享。

無線電認知；無線電發展與實踐；探索研究

0　前言

隨著我國信息技術的不斷發展和突破，人們在日常生活當中的通訊方式不斷的發生變換和改變，促使著人們對于通信技術需求的不斷突破，同時為了適應時代發展的需要，國家無線電通信系統建設中的投資不斷擴大，從而把我國的無線技術當中的頻譜資源越加豐富起來，在此大環境之中，人們的日常生活就越加與無線電技術變得緊密相關起來。不過這種緊密的關系雖然在很大程度上促進了我國無線電技術的發展，但同樣的也對我國的無線電技術發展產生了一定的制約作用，即無線電頻譜資源問題日益突出，同時我國就已經劃分而出的無線電頻譜資源或多或少的都存在閑置，導致資源分配發面出現問題，發揮不出實際資源的有效功能，因而，我國研究者就當前我國的無線電使用實際情況，提出了一種認知無線技術（CR），這種技術在時間和空間之中對于頻譜資源的把控運用，在一定程度上優化了我國的無線電當中頻譜資源的有效分配和利用，不過這項技術的運用過程中同樣有許多阻礙，不過筆者相信隨著時代發展腳步的不斷前行，這項技術的應用會在不斷的改進和優化之中實現普及。

1　淺析無線電基本原理

1.1無線電基本原理及概念特征

無線電的CR技術的提出是上世紀末由JosephMitola博士提出的一種更為先進的無線電應用模式，在進行CR技術工作基本呢原理的闡述過程當中，很多不同領域的學者就對CR無線電技術理論的豐盈做出了重大貢獻。作為一種新型的智能化無線電應用模式，其在頻譜感知以及智能程度上所發揮而出的實際效用是非常令人滿意的，此種先進技術的提出，對無線電應用領域而言可謂是一次革命性的突破，所帶來的有利影響不僅僅是體現在資源的優化分配利用，同時體現在無線電技術應用的可靠性被社會所認可。綜上所述，筆者認為先進的CR無線技術所能夠具備的兩大特稱為：認知能力以及重構能力，下文筆者就對此兩種能力進行逐一分析說明。（1）認知能力：根據圖1所示，CR無線電技術的工作運行當中，頻譜對于無線環境以及得來數據的使用分析、判決上所呈現而出的是一種較為明朗的工作模式。其中頻譜感知對于無線電當中頻譜的檢測功能，很大程度上減少了頻譜的閑置，提高了資源的利用率，同時頻譜信號在進行傳輸反饋的過程當中，對于不同用戶的應用頻譜能過自動的判決，從而為用戶提供最為設和的頻段傳輸。（2）重構能力：CR技術領域之內對于無線電環境的動態編程，使得CR技術在進行收發傳輸過程當中可以更加的智能化。其能夠較為完善的重構環節為：工作當中的頻率、調制的方式以及發射功率和通信協議，當然重構的功能不是簡單的重新構成，其對于用戶使用無線電頻段是防止干擾時所進行的有效的調制方案，發揮出的實際效果同樣是不同輕視的。

2　如何理解無線電物理層的核心技術

如圖2所示，我們可以清楚的發現CR無線電系統當中的核心物理層技術中對于寬帶射頻前端技術以及頻譜感知技術和數據傳輸技術都是包含在內的，同樣筆者就下文對這三種技術進行逐一的分析說明。

2.1寬帶射頻前端技術

在寬帶射頻前端技術中，CR無線電系統就頻譜的感知能力和進行了擴大，該無線電在寬帶射頻前端技術的運作過程當中，其工作原理是，通過無線電對信號的放大，然后通過無線電設備之中的混頻和A/D轉換之后進行一種處理過程，在此過程給當中，其每一個環節所發揮而出的效用都不相同，同時各個環節之間的效果疊加利用，最終才實現了CR無線電系統中的寬帶射頻前端技術。其中在工作是對于與信號的接受選擇是由射頻濾器來完成，而信號的降噪處理都是通過LNA來實現，而信號的轉換過程是相對比較復雜的，要經過三個系統聯合控制才能最終完成，即通過鎖相環、壓控振蕩器、混頻器聯合控制，CR無線電系統分工的明確性，致使其在進行信號的傳輸時是比較穩定的。不過CR寬帶射頻前端技術的應用在實際過程當中其實還存在著一些問題，因此在實際安裝使用過程當中，工作人員可以選擇高赫茲的轉換器來解決信號檢測能力不足的難題，或者是采用一些相匹配的自動化無線電技術。

我們講CR無線技術應用的前提條件就是頻譜感知的技術應用。如今我們現有的頻譜感知技術，往往是通過單節點感知來實現的無線射頻環境進行的標示過程，或者是協同感知的工作模式。在單節點感知技術的應用當中，其在匹配濾波以及能量的檢測和周期特性檢測當中所能起到的作用相對而言是比較明顯的，比較兩者優缺點可以發現，頻譜感知在單節點感知下，對于信號采集和傳輸出現的種種問題都表明這種方式的弊端嚴重這月這他的應用，因此在此基礎之上研究者提出了一種較為優越的協同感知，來保證頻譜感知的穩定性及可靠性。

2.2數據傳輸技術

CR中的數據傳輸技術應用對整體無線電系統的優化實現是直觀中的，同時也是確保無線電系統在工作當中質量和效率的一大保證。但是受CR技術所限，在進行數據傳輸技術的搭建上面必須要有一套與之能夠遙相呼應的技術措施。就CR無線技術的應用發展而言，當今世界上為保證CR無線電傳輸大致可以歸類為這兩類基本解決渠道：多載波或基帶信號發射波形技術及設計。多載波技術對于信息傳輸一般是通過正交頻分復用來實現的。

3　無線電技術發展現狀與未來發展趨勢

就我國目前的無線電技術應用來講，各行各業在無線電技術應用中都存在著一定需求，因而促使了許許多多研究學者去對我國的無線電技術發展和應用做出探索和研究，在此前提之下，研究者們提出了各種不同的發展方式，使得我國的無線電技術應用不斷的在進行這完善。從世界角度出發，無線電技術的應用的基本理論、數據傳輸、頻譜感知等無線電領域內的發展中，所取得的成果是非常顯著的，目前研究者們提出了一種名為IEEE技術研究活動，此種活動的開展對于無線電的普及應用而言有著明顯的助推作用。結合上文所述筆者就無線電的發扎趨勢進行了大膽預測。無線電技術理論的發展和應用會向著整合優化的道路前行，無線電的技術試驗會被廣泛應用，無線電系統趨向融合，雖然目前人們的通信需求與無線電技術的應用還存在差異，不過兩者之間的矛盾并不排斥，而這兩種矛盾會成為無線電技術發展應用當中的一劑催化劑也未嘗不可，根據資料表明已經有一批有識之士在進行著無線電系統的整合研究，因此筆者就以上所列舉而出的資料大膽推測無線電技術未來發展的趨勢就是整合優化。

4　結束語

無線電發展的認知和實踐探索，對于滿足人們的通信需求以及幫助無線電頻譜資源的合理優化利用都發揮著一定程度的作用。同時隨著我國的無線電技術應用逐漸的成熟化，在不久的未來之中，無線電技術的肯定是會被普及在我國各個行業領域之內的，因為無限電所帶來的通信優勢對我國發展的推動作用是必須把握住的，因此我國近年來在對無線電技術的研究和投資不斷擴大。

[1]王軍,李少謙.認知無線電:原理、技術與發展趨勢[J].中興通訊技術,2012.

[2]張小飛.基于無線電監測技術的認知無線電頻譜檢測研究[J].通信技術,2010.

[3]陶志福.射頻技術課程中信號完整性的實踐教學[J].動動畫世界·教育技術研究,2012.

周素芬（1960—），女，北京人，本科，高級工程師，研究方向：無線電發射技術。