淺談認知無線電技術對未來移動通信產業的影響

王 志

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淺談認知無線電技術對未來移動通信產業的影響

王 志

海華電子企業（中國）有限公司，廣東 廣州 510656

隨著各種無線通信新技術和應用不斷出現，頻譜資源變得越來越緊張，使用認知無線電技術將實現頻率資源的動態使用，有效解決目前嚴重的頻譜資源緊張問題，提高無線電頻譜的使用效率。認知無線電技術越來越受到全球廣泛的關注，世界各國均開始研究應用認知無線電技術解決頻譜使用緊張問題。因此，簡要分析了認知無線電技術的特點、發展趨勢和對全球通信行業的影響。

認知無線電；頻譜資源；移動通信

在城市化發展的進程中，我國的信息化建設也取得了較大的進展，這為各項事業的發展提供了一個比較環境。尤其是無線電技術的應用及發展對于交通、科研、軍事等方面起到了較大的推動作用，我們生活中常見的導航設備、手機及無線Wi-Fi功能等都是通過該技術實現的。因此，全面的進行該技術的了解，將其更加科學的運用到人們的生活中是非常必要的，就目前的發展形勢而言，認知無線電技術將在未來的多媒體移動通信中依舊占據著重要的位置[1]。

1 認知無線電技術及特點

無線電在我國的發展是比較久的，它是相對于有線電技術而言的，它的發現和應用極大的改變了傳統的信號傳輸模式，實現了不同地域之間的信息傳輸，這表明了我國在信息技術方面的極大突破。認知無線電技術是在上個世紀由一位國外的科研學者提出來的，他認為認知無線電的智能化設備可以感應到外部的環境并做出一些判斷，通過一些數據的反饋實現自我調整，從而實現優化信息傳播路徑的選擇，這也是認知無線電的特點之一[2]。

2 認知無線電技術在未來多媒體移動通信中的應用——4G通信技術

2.1 4G通信技術介紹

4G的傳輸能力非常強大，通過對龐大數據的高速傳輸，極大加快寬帶網絡的速度，為人們提供更豐富的多媒體服務。可以預知在4G網絡普及后，人類的生活方式和溝通方式將會發生重大的變化，甚至會在一定程度上促進社會生產的變革。2012年的世界無線電通信大會出臺了4G標準，但4G技術仍處于研發階段，離真正實現還有很長的路要走。

2.2 4G通信的關鍵技術

4G通信中的關鍵技術主要包括以下幾個方面：首先，正交頻分復用（OFDM）技術。這是4G通信的核心技術，其功能是將一定量的串行數據流分解成一些并行數據流，然后集中輸出。4G通信的編碼過程使用了更高級的編碼方案及更先進的接收技術；調制技術則采用了多載波調制，這樣能保證在任何條件下系統都有較高的編解碼性能；第三，軟件無線電技術。即在4G通信中采用數字信號處理技術，在可編程控制的通用硬件平臺上，利用軟件來定義實現無線電臺的各部分功能；第四，智能天線技術。原理來自于自適應天線技術，在4G網絡中采用智能天線技術的目的是實現對移動信號的充分利用，增強系統信號的抗干擾能力，在改善信號質量的同時增大傳輸容量。

2.3 4G通信技術的優勢

4G通信技術的優勢主要體現在以下幾個方面：在3G通信的基礎上極大的提高了傳播速度，同時接收到的信號質量也是比較高的，通過使用智能手機可以實現流暢的觀看視頻、新聞資訊。在智能手機的不斷更新下，未來的通訊工具的各項功能想必是更加的智能和人性化的，這些目前我們無法進行具體的預測，只能等到4G通信技術的全面實現之后我們才能更加直觀的感受到它的魅力和實用性能。

2.4 4G通信技術的發展機遇及挑戰

在信息化的影響下，人們對于信息量的需求和快捷提出了更高的要求，并且在智能手機的推廣和功能上的不斷增加，都為4G通信技術提供了較為有利的環境。在這樣強有力的技術支持和廣大的市場需求的刺激下，這種通信技術將會是未來多媒體移動通信的必然趨勢和強勁動力。但是，目前關于4G通信的相關技術仍然有待提高和深入研究，并且相關軟件的開發沒有跟上該技術的發展，而且基礎設備的更新涉及到的資金問題都在一定程度上減緩了它的發展步伐，需要將這些難題逐個的進行排除，才能確保該技術的又好又快的發展。

3 認知無線電技術將影響現有移動通信行業的運作模式

認知無線電的核心思想就是使無線通信設備具有發現“頻譜空穴”，并合理利用所發現“頻譜空穴”的能力，將其運用于無線通信中，會對現有移動通信行業產生深遠的影響。

（1）便于多種網絡技術協同運作，提升運營商業務服務質量，降低建網前期投入成本。未來對于擁有多種技術制式網絡的移動運營商來說，可以使用認知無線電技術和軟件無線電技術使用戶在不同網絡之間進行切換。例如，當用戶在使用2G移動網絡進行通信時，由于網絡覆蓋有限或網絡繁忙，用戶可通過認知無線電技術進行頻譜檢測，當檢測到支持3G或WiMAX等技術的網絡頻譜可用時，用戶會自動切換到該可用頻譜，同時，通過軟件無線電改變當前的網絡制式，保障通信業務的正常運作，使用戶平滑過渡到新的頻譜和新的網絡中，實現真正意義上的無縫切換。

（2）最大限度利用運營商所持有頻譜的能力，提高頻譜使用效率和用戶吞吐量對于頻譜管制者而言，認知無線電技術可以大大提高可用頻譜數量和頻譜利用率，有效利用資源；可以在不受干擾的前提下開發二級頻譜市場，在相同頻段上提供不同技術的服務。同時，在移動蜂窩網通信中，當遇到小區忙時，應用CR技術自動檢測并進行自我調節，最大限度利用運營商所持有頻譜的能力，提高小區內用戶的吞吐量。

（3）使更多的企業進入移動通信領域，加劇移動通信市場競爭，對電信監管帶來新的挑戰網絡開放成為未來無線通信必然的發展趨勢，隨著無線電頻率資源的日趨緊張，很多想進入該領域的企業苦于無可用的頻率資源。通過認知無線電技術，未來將有更多的第三方服務提供商和虛擬運營商進入移動領域，為用戶提供價格低廉的通信服務。這勢必會加劇移動通信市場的競爭程度，但如何對這些新進入者進行有效的監管也成為電信監管機構必須面對的挑戰。

（4）對現有移動通信網絡的維護和管理帶來新的挑戰認知無線電技術引入現有的移動通信網，在提升網絡容量和覆蓋能力的同時，也使網絡維護的負擔加大。由于應用認知無線電技術后，認知移動用戶可能會頻繁地切換使用頻率，使得網絡控制系統的處理工作量加大，因此對網絡的維護和管理將帶來新的挑戰。

4 結語

未來移動通信的一個重要發展趨勢就是寬帶多媒體通信，限制它的主要原因就是頻譜資源的緊張以及頻譜分配方式缺乏靈活性，遠遠不能滿足需要。軟件無線電是公認的未來發展方向，其特殊擴展認知無線電可以應用頻譜統籌的技術有效地利用有限的頻譜資源，實現靈活的資源配置和工作模式的調整。可以預見，認知無線電具有廣闊的發展空間。

[1]楊瀏.基于認知無線電技術及其運用研究[J].現代電子技術，2011（9）：12.

[2]封彬.淺析認知無線電在新媒體環境中的應用[J].中國無線電，2012（12）:36.

The Influence of Cognitive Radio Technology on Future Mobile Communication Industry

Wang Zhi

HaiHua Electronics Enterprise（China）Corporation, Guangdong Guangzhou 510656

With the emergence of new technologies and applications of wireless communication, spectrum resources become more and more tense, the use of cognitive radio technology will achieve the dynamic use of frequency resources, effectively solve the current serious spectrum resource constraints, improve the radio spectrum The use of efficiency.Cognitive radio technology has attracted more and more attention from around the world.Countries around the world have begun to study the application of cognitive radio technology to solve the problem of spectrum use.This paper briefly analyzes the characteristics of cognitive radio technology, the development trend and the impact on the global communications industry.

cognitive radio; spectrum resource; mobile communication

TN92；F623

A

1009-6434（2017）04-0016-02