認知無線電技術對未來移動通信產業的影響分析

張旭偉

【摘要】人們之間的通信當前最重要的應用就是頻譜資源應用，但是現在的頻譜資源越來越緊張，需要不斷發展新型的無線通信設備和應用，認知無線被當做是一種智能無線電技術，隨著高新技術產業的發展逐漸受到人們的關注，認知無線技術的自主尋找能力比較強，全世界都在關注頻譜資源的緩解問題，認知無線這種顛覆性的分配模式能夠有效地提升無線頻譜的使用效率，發展前景比較大，對合理應用認知無線技術有很重要的現實意義。

【關鍵詞】認知無線電；移動通信；關鍵技術

【Abstract】The most important application of communication between people is the spectrum of resources applications， but now the spectrum of resources more and more tense， the need to continue to develop new wireless communications equipment and applications， cognitive wireless is regarded as an intelligent radio technology， with the The development of high-tech industry has been paid more and more attention， cognitive wireless technology is relatively strong ability to find， the world is concerned about the mitigation of spectrum resources， cognitive wireless disruptive distribution model can effectively enhance the wireless spectrum The use of efficiency， development prospects are relatively large， the rational application of cognitive wireless technology has a very important practical significance.

【Key words】Cognitive radio；Mobile communication；Key technology

1. 前言

分析無線電的基本技術熟悉無線電的基本情況，對未來移動通信產業的發展趨勢也是有很大影響的，無線電是一種非常先進的傳遞信息方式，在人類漫長的研究中發揮著至關重要的作用。當前社會的無線通信技術發展非常迅速，人們對于通信技術的依賴性也非常強，無線頻譜資源本身就比較緊張，這樣一來資源情況就進一步惡化。無線頻譜的低頻片段利用率非常低，但是傳播特性情況還是很好的，只是平均頻譜利用率還不夠百分之五，這種情況使得認知無線技術應運而生。

2. 認知無線電概述

2.1 無線電頻譜。

無線電頻譜和無線電是互相聯系的，通俗的說就是頻率的分布曲線，根據頻率不同、振幅不同按照一定的頻率排列形狀形成的圖像就是頻譜。無線電頻率排成的圖像就是無線電頻譜，傳統觀念認為無線電頻譜取之不盡用之不竭，屬于一種可再生資源，但是根據人們不斷開發利用發現無線電頻譜是非常有限的公共資源，伴隨著人們對無線電頻譜越來越熟悉，人們已經意識到了現實問題中最重要的就是解決日益緊張的無線電頻譜問題。

2.2 無線電通信系統。

隨著無線通信技術的不斷發展，一般來說只有政府才能決定無線頻譜的劃分，在不同的頻帶上存在著很多不同種類的通信系統，最大程度的提升無線頻譜的利用效率是政府劃分無線頻譜的最主要的依據。因為某些頻段的利用率太低導致移動電網絡超負荷使用，研究者當前面臨的主要問題就是如何合理分配頻譜資源。無線電的概念在上個世紀末就已經提出過了，明顯指出這種智能技術使用出發點應該最大化利用效率較低的頻譜資源。

3. 認知無線電的特征和關鍵技術

3.1 認知無線電的特征。

“認知”是認知無限的首要特征，也是認知無線電最重要的特征，在無線環境中感知周圍的不確定環境就是認知無線工作的主要任務。沒有被使用的頻譜能夠被認知無線智能化選擇出來，具體的步驟主要分為感知、頻譜判決和分析，重構是認知無線的另一個主要特征，根據檢測到的具體情況在感知到無線的情況下進行自主編程活動，這項工作就不會對其他用戶產生什么干擾，如果某一段認知無線頻譜沒有被識別那么實際應用過程就會受到很大阻礙，為了避免干擾往往會選擇自主修改某些特定參數，使用一些閑置的頻段進行通信。

3.2 認知無線電的關鍵技術。

認知無線的關鍵技術包括數據傳輸技術、頻譜感知技術和寬帶射頻前端技術，頻譜感知技術的基礎是寬帶射頻前端技術，提升寬帶的調諧能力是提升頻譜感知能力的前提，而且數據的初步處理和接受能力也是認知無線電技術的關鍵。在認知無線電技術的大環境下，對技術的要求非常高，所以要將非常弱的信號都能準確地檢測出來。無線電的核心技術是頻譜感知技術，如果沒有掌握頻譜感知技術更不能掌握認知無線電技術，這項技術的感知項目主要包括：協同感知和單節點感知，前者對無線電的感知和頻譜識別是分單階段的，后者是按照不同的節點所有數據綜合分析才能夠得到準確結論。對于單節點感知技術來說，技術要求很難達到，對于協同感知技術來說數據傳輸技術是關鍵所在。正交頻分復用技術在現在的應用上是比較成熟的，將整個頻帶劃分成子載波是基本原理，僅僅使用被利用的子載波用數據傳輸是一種很常用的傳輸技術。endprint

4. 認知無線電的發展趨勢和對未來移動通信產業的影響

4.1 無線電技術多層次趨勢。

認知無線電技術是由多種技術相輔相成的，并不是一項單獨技術其發展趨勢呈現多層次趨勢，在這個角度看，認知無線電技術組合形式也是多種組網互相結合，在民用領域內認知無線電技術在蜂窩移動通信方面起到作用非常巨大。選擇傳輸頻率以最優方式進行，智能化檢測移動終端的頻率能夠更加詳細掌握本地用戶的信息，當本地的頻率非常擁擠的時候，提高頻譜資源的利用效率最有效的方式就是選擇周圍的閑置頻率。[3]在軍用領域認知無線電要求更高，更不能被干擾，所以盡可能不要使用固定頻率因為一旦被針對過著被干擾就很容易無法正常運行常規溝通。想要認識戰場上的各種環境就要在軍用領域引入認知無線電技術，盡可能避免因為電子和其他因素影響固定頻率帶來的負面影響。

4.2 無線電運營模式的變化。

移動通信產業的運用模式已經發生了很大改變，在這些改變中認知無線電占據著非常重要的位置，最后的運行模式創新性在很多技術上都有所體現。[4]進行自主的網絡制切換對于認知無線電技術和多種制式并存的通信商來說都是需要從根本來實現的技術，這樣在未來才能夠有很多的創新型、便捷發展途徑。移動電話的移動網絡是這項技術最具代表性的技術，當前移動網絡中三種網絡并存是最主要的存在模式，但是這些制度都是根據具體情況進行調整的，并不是一成不變的。用戶可以根據自身的需求進行多方自主切換，除此之外進行頻譜檢測是認知無線電技術切換的高級網絡制式，這種通信體驗在檢測的過程中能夠發揮更佳的作用。

4.3 移動通信網絡運營。

移動通信網絡在運營商面臨著巨大的挑戰，智能切換對于不同的網絡制式來說是用戶使用認知無線電技術發揮基本作用的關鍵，網絡管理和運營維護有很多工作都要求在用戶和移動通信網絡制式之間進行流暢切換，如果管理工作量比較大時允許多種網絡信號同時覆蓋的。[5]

4.4 全球無線電頻譜監管機構關注認知無線電技術。

市場對于無線電頻譜資源的需求比較緊張，再加上無線電頻譜資源不可再生，因此移動業務目前非常關注無線電技術的研究，全球成立了很多個無線電頻譜監管機構。對于環境感知網絡的概念，業界提出了環境和用戶的所處環境在各種移動終端都能作出相應的變化，能夠感知這些移動終端的變化就是無線電認知技術最基本的需求設定，對于運營來說這項技術承擔的負擔還是比較大的。[6]

5. 結束語

綜上所述，認知無線電技術與以往的任何一種通信方式都不同，其創新方式體現了革命性和顛覆性，將使用頻率大幅度提升能夠有效打破固定頻譜的使用局限，與此同時能夠緩解無線頻譜日益緊張的資源不足情況。只要能夠盡最大可能發揮認知無線電技術的作用，才能夠使其進一步走向成熟，而且本身無線電技術就存在一定的優勢，所以可以說在解決頻譜資源不夠問題上發展無線電技術是一項非常熱門的方向和領域。

參考文獻

[1] 薛青林.認知無線電在未來多媒體移動通信中的運用[J].《中國新技術新產品》.2014（6）：101～102.

[2] 葉佩軍，安建平.認知無線電在未來多媒體移動通信中的應用[J]. 《電訊技術》.2015（2）：4～5.

[3] 程世倫，楊震，崔景伍.新一代移動網絡與業務的發展及認知無線電[J].《河北大學》.2015（6）：61～62.

[4] 王軍選.未來移動通信系統及其關鍵技術[J].《通信技術》.2011（4）：7～8.

[5] 程世倫，趙賢敬.認知無線電系統的頻譜檢測技術研究[J].《中國新通信》.2010（4）：90～91.

[6] 閆盛楠 .基于協作的認知無線電頻譜共享技術研究[J].《北京郵電大學》.2014（6）：23～24.

[文章編號]1619-2737（2017）07-20-673endprint