探討認知無線電中頻譜感知技術的運用

魏宜平

（國家新聞出版廣電總局二〇二二電臺 新疆喀什市 844000）

探討認知無線電中頻譜感知技術的運用

魏宜平

（國家新聞出版廣電總局二〇二二電臺 新疆喀什市 844000）

隨著我國信息技術的不斷發展，對頻譜資源有著更多的需求。但通信用戶的增多，使頻譜資源相對較少，難以滿足用戶的實際需求，所以，加強頻譜感知技術的研究具有必要性。頻譜感知技術是認知無線電的重要組成部分，加強該技術的應用，能夠在一定程度上推動著認知無線電的發展。本文主要對頻譜感知技術和認知無線電中頻譜感知方法進行分析，并提出該項技術在認知無線電中的具體應用。

認知無線電；頻譜感知技術；應用

前言

現階段，信息技術的發展，為人們社會生活提供便利，同時使頻譜資源相對較為緊張。認知無線電技術的發展，使人們對其的重視度不斷提升。頻譜資源的分配不夠合理，部分資源相對較為緊張，部分資源比較閑置，其利用率大大降低。基于認知無線電的頻譜感知技術，能夠對頻譜資源進行感知，并對其加以合理應用，既能避免對用戶造成不必要的干擾影響，又能提高頻譜資源的使用效率，為人們提供穩定的通信條件。

1 頻譜感知技術

所謂頻譜感知技術，即相關人員對授權用戶信號的檢測，能夠為通信部門工作人員提供有力的工作依據。隨著通信技術的發展，為用戶提供便利，但也加劇頻譜資源使用的緊張度。通過頻譜感知技術，能夠對頻譜資源進行感知。

認知無線電中頻譜感知方法主要有兩種：①基于單節點檢測方法；②多節點的協作檢測技術。①基于單節點檢測方法，主要針對單個認知無線電接收的信號進行檢測，并明確相關頻率使用狀態。②基于多節點的協作頻譜檢測方法，能夠對多個節點的頻譜進行感知和形成檢測結果，并對相關信息內容進行合并，可以使多個用戶之間保持相互通信的溝通與聯系，提高檢測的概率。

單節點頻譜檢測中包含諸多內容，都是對目標頻段中是否存在主用戶信號的問題加以檢測，對我國通信行業的可持續發展提供積極的借鑒作用。①匹配濾波器的檢測。基于該檢測方式，能夠將接收的信號信噪比最大化，為相關人員提供有力的工作依據。該檢測方式比較常用，能夠在短期內實現經濟效益的最大化。所以，在通信信號、雷達信號等頻譜檢測中，應用該檢測方式的相對較多，能夠快速對不相干的信號進行檢測，避免受不良信號的影響。但是，相關人員要利用該方式開展檢測工作時，應確定先驗信息，并對同步相干信號加以調解，更適用于特定信號的檢測中。②能量檢測。該檢測方式可以通過接收信號的能量進行信號判斷，其檢測方式較為簡單，屬于非相干檢測。在檢測過程中，主用戶信號能夠進行相應的轉換，傅里葉將其數據信息內容進行時間平均，求得能量值，為相關工作人員提供有效的檢測結果。③周期特性檢測方式有一定程度的應用。在認知無線電中，人工周期信號發揮著主要的調制性作用，因而使信號呈現周期性的特征，所以相關人員可以對周期性的信號加以檢測[1]。

協作頻譜檢測方法應用相對較多，但在實際檢測工作中，可能存在諸多缺陷，進而對檢測工作產生不良影響。所以，在開展檢測工作之前，相關人員應對各用戶之間的通信關系加以了解，為提高檢測結果精確性創造良好條件。基于該檢測方法的頻譜感知技術，可以通過分布式和中心式協作檢測而實現，前者是對局部節點進行信息感知和分析，后者是將各節點的感知信息傳送至中心基站，并對全部感知信息加以融合，形成結果。在協作頻譜感知檢測方法的作用下，不僅確保檢測結果的精準性，而且可能消除諸多隱患問題[2]。

2 頻譜感知技術在認知無線電中的應用

2.1 應用于UWB中

在認知無線電中有效應用頻譜感知技術，能夠提高頻譜的使用效率，且相關人員可以對頻譜資源加以靈活調度。CuWB是智能無線系統，集CR和UWB技術的優勢于一體，能夠充分發揮其積極作用。頻譜感知技術在其中的應用，可以對頻譜密度、波形等內容加以了解和掌握，為實現系統的智能化奠定良好的條件。在認知無線電中，頻譜感知技術能夠通過CR對周圍的頻譜環境加以感知，進而將UWB系統的優勢得以展現，有利于提高無線電技術水平。在智能無線系統中，頻譜感知技術獲取的相關數據信息，能夠進行有效的排列，進行構建有效的UWB結構，形成脈沖波形，可以對相關通信信息進行發射與接收，在一定程度上能夠增強認知無線電的技術水平[3]。

2.2 應用于Mesh網中

Mesh網是網絡拓撲結構，具有多個節點，可以實現雙向通信，有利于用戶之間的相互溝通與交流。在網絡拓撲結構中，多個用戶之間可以進行有效的通信，實現一個節點與一個或多個節點相聯系。隨著我國通信技術的快速發展，為人類社會生活提供諸多便利，而通信用戶的逐漸增多，對通信技術水平有著更高的要求，通信企業為滿足更多通信用戶的實際需求，必須進一步加強Mesh網建構。頻譜資源是認知無線電的重要資源組成部分，其資源的合理分配和調度，能夠進一步提升我國通信技術水平和頻譜利用率，為人們創造可靠的通信環境。將頻譜感知技術廣泛應用于Mesh網中，可以使通信技術有效應用于人口稠密的城市中。無線寬帶的接入，是通信技術持續發展的關鍵，在頻譜感知技術的作用下，Mesh網與認知無線電技術能夠得以有機融合，不僅提高頻譜資源的利用率，而且提升我國通信網絡的效率[4]。

3 結論

近年來，認知無線電技術逐漸發展，為人們生活帶來諸多便利，但該領域未能得到充分開發，因而許多專家學者對該技術的研究逐漸增多，以期拓展認知無線電技術的發展空間。頻譜感知技術在認知無線電中的應用，能夠為人們提供更為充足的頻譜資源，有力的推動著人類社會的發展與進步。但是，頻譜感知技術在認知無線電技術中的應用空間仍然相對較大，亟需得到相關人員的大力研究，以充分發揮頻譜感知技術的積極作用。

[1]王海濤，江瑾堯.認知無線電網絡中的頻譜感知技術及面臨的挑戰[J].數據通信，2010，02：20～24.

[2]郭云瑋，劉全，高俊.認知無線電中頻譜感知技術的研究進展[J].中興通訊技術，2010，06：39～43.

[3]于焦龍.認知無線電中的頻譜感知技術探究[J].中山大學研究生學刊（自然科學·醫學版），2013，04：27～41.

[4]閆琦，楊家瑋，張雯.認知無線電中基于截斷序貫檢測的頻譜感知技術[J].電子與信息學報，2011，07：1532～1536.

TN92

A

1004-7344（2016）14-0269-01

2016-4-29

魏宜平（1977-），男，四川人，工程師，本科，畢業于新疆大學，計算機通信專業，從事設備維護和技術改造工作。