基于认知无线电的无线通信研究现状

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从软件无线电到认知无线电的无线通信发展现状

作参数。根据瑞典皇家学院使用的认知循环得知，认知无线电的任务主要包含三个方面：频谱感知、频谱分析及频谱判定。其中频谱感知主要用来检测可使用频段及频谱空穴现象，频谱分析主要用来分析估计频谱获取的频谱空穴特点，频谱判定主要根据频谱空穴的特征及用户的需要进行传输数据的选择。（２）重构能力。认知无线电能够通过当前动态编程的改变从而使用不同无线传输技术来接收输出数据，基于对频谱授权用户进行干扰的基础，使用授权系统中的闲置频谱为用户提供极为可靠的服务，以上便是认知无线电重构内容的工作核心。当频谱被指定用户使用的时候，认知无线电能够通过两种应对方式进行解决：一是切换到其他空闲频段进行通信；二是继续使用此频段，但要通过改变该频段的发射速度及调制方案来避免对用户造成通信干扰。（３）两种无线电之间的关系。软件无线电系统内部的Ａ／Ｄ及Ｄ／Ａ完全变更至中频，通过对系统进行采样，由中频进行数字化处理；认知无线电技术基于软件无线电采用通信协议技术，同时增加人工
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粤到认知无线电的无线通信发展现状
谢春童
（９１４６９部队北京１００８４１）
摘要：频谱资源在无线通信中已经得到有效利用，其为无线通信带来进步的同时制约着无线通信的新发展。近几年，认知无线电的不断进步不断拓宽了软件无线电的应用和功能，已经成为频谱资源匮乏的有效解决办法。本文主要针对认知无线电在无线通信中的重要作用展开讨论，通过对认知无线电技术进行概述，分析当前无线电技术发展现状，同时提出当前认知无线电发展面临的关键技术挑战，旨为我国无线通信的发展提供参考意见。

基于认知无线电的通信技术研究

基于认知无线电的通信技术研究在现代社会中，无线通讯技术已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。

然而，为了满足不断增长的需求和更高的要求，传统的无线通讯技术已经面临着种种限制和挑战。

因此，基于认知无线电的通讯技术应运而生。

所谓认知无线电，就是指利用智能技术来对无线电频谱进行动态感知和管理的一种无线通信技术。

该技术在对频谱资源的利用效率和无线电频谱的可持续利用方面都具有重要的意义。

它能够通过智能感知，自主决策和优化控制来提高频谱资源的利用率和频谱资源的保障性，从而提高无线网络的容量和精度。

现如今的无线频率资源已经面临了严重的短缺问题和频谱资源的效率低下问题。

随着时代的发展，人们对高频谱效率和安全性的要求在逐步增加。

因此，认知无线电通信技术的研究，不仅是当今无线通讯领域的热点问题，同时也是无线通讯技术发展的趋势。

一、认知无线电通讯技术的原理与特点认知无线电通信技术在无线通信中的特点是通过对频谱的智能感知和动态管理，来提高频谱的利用率和效率。

这种技术可以利用无线设备中的智能感知系统，自主地对无线电频谱进行感知和管理。

同时，认知无线电技术可以从多种途径获得无线电频谱的状态信息，并根据状态信息动态地改变通讯方式，以达到更优秀的通讯效果。

认知无线电通信技术的特点主要包括：1. 智能感知技术认知无线电通信技术可以利用智能感知系统对无线电频谱进行智能感知，以判断无线电频谱是否处于闲置状态，或者正在被其他设备使用。

这种技术可以有效利用频谱资源，减少频带的浪费并提高频谱的利用率。

2. 自主决策能力认知无线电通信技术还具有自主决策的能力，可以自主决策如何分配频谱资源，使之在保证高效率、高可靠性的同时达到更优的通讯效果。

这种技术不仅可以改善无线通讯的性能，同时也能够提高无线网络的容量，从而实现多样化和创新化的无线网络服务。

3. 动态优化控制认知无线电通信技术可以利用频谱信息来动态地优化和调整无线网络的工作状态。

这种技术可以随时根据无线频谱的状况进行优化调整，并根据需求对信号和干扰进行一些相应的控制和处理。

无线电通信技术的现状与发展

无线电通信技术的现状与发展无线电通信技术是当今社会不可或缺的一部分。

随着科技和社会的发展，无线电通信技术也发生了种种变化和进步。

本文将会对无线电通信技术的现状与发展作一详细探讨。

一、现状1.1 通信方式随着信息化和无线化的发展，无线电通信技术逐渐成为人们日常生活、工作等方面的必备工具。

如今，智能手机、电子邮件、互联网等多种通信手段都采用了无线电技术，方便快捷地实现远程通讯。

1.2 通信协议无线电通信技术的通信协议也在不断优化。

蓝牙、WiFi、4G、5G等高速网络的快速发展，让人们能够更快捷地访问互联网，享受更多的便捷服务。

新兴的NB-IoT技术，也成为物联网方面日益发展的重要研究领域。

1.3 安全性随着使用人数的增多，网络安全问题也日益受到关注。

在此背景下，无线电通信技术的安全性也逐渐变得至关重要。

目前，各种加密技术不断出现，以保障通信信息安全。

例如，在手机通信的过程中，双方数据的加密就显得非常必要。

此外，随着5G技术的引入，网络安全的保护变得尤为重要。

二、未来发展方向2.1 5G技术5G技术的到来，将会创造出更快、更智能、更安全的无线通信网络。

5G技术更加注重高速、低延迟、大带宽、广覆盖，使得物联网和人工智能得到了更广泛的应用。

而且5G技术使用的“网络切片”技术，也使得不同应用之间的数据交互更加方便和安全。

2.2 智能化发展随着智能电视、智能家居等智能化设备的普及，无线电通信技术也将更加注重用户体验。

未来，无线电通信技术将更为智能化，人工智能、大数据等技术的融合将为用户提供更为个性化的服务和解决方案。

2.3 绿色环保无线电通信技术与环保问题的关系也受到广泛关注。

近年来，各大厂商不断尝试推动绿色通信，降低无线设备的能耗和污染，采用节能的技术更加普遍。

例如，大力发展使用太阳能、风能等清洁能源的数据中心，为环保事业做出了积极贡献。

在未来，随着技术的成熟，无线电通信技术将更加注重环保和可持续发展。

三、总结无线电通信技术的现状和未来，受到了广泛的关注。

认知无线电技术的国内外发展与研究现状

认知无线电：未来通信的变革者
认知无线电的应用领域广泛，且具有巨大的潜力。在物联网、智能家居、智慧医疗等领域，认知无线电技术都可以发挥重要作用。例如，在智能家居中，认知无线电可以实现家电设备的智能互联，提高居住的便利性和舒适性；在智慧医疗中，认知无线电可以实现远程医疗、健康监测等应用，提高医疗服务的质量和效率。
1、企业进化的概念和历程
1、企业进化的概念和历程
企业进化是指企业在不断适应外部环境变化的过程中，通过自我调整、创新和演化，不断提高自身的竞争能力和生存能力。企业进化的历程可以包括多个阶段，从初创期的混沌无序到成长期的逐步有序，再到成熟期的稳定有序，以及衰退期的混乱无序，企业的进化过程呈现明显的阶段性特征。
2、自组织理论在企业进化中的应用
2、自组织理论在企业进化中的应用
自组织理论在企业进化中具有广泛的应用价值。首先，企业作为一个复杂的自组织系统，其内部各个要素之间相互作用、相互依存，共同推动企业的演化发展；其次，自组织理论强调企业的自我调节和自我优化能力，有助于理解企业在面对外部环境变化时如何保持稳定和发展；最后，自组织理论有助于研究企业间的协同演化关系，从而指导企业如何在竞争激烈的市场中实现合作共赢。
2、卫星通信的发展
2、卫星通信的发展
卫星通信技术通过利用人造卫星实现信号的传输和接收，具有覆盖面广、通信距离远、信号质量稳定等优点。目前，卫星通信已经广泛应用于军事、民用等领域，如卫星电视、卫星导航和卫星遥感等。
3、物联网技术的发展
3、物联网技术的发展
物联网技术是指通过信息传感器设备，实现物体与物体、物体与人之间的互联互通。在无线电通信技术的支持下，物联网已经渗透到智能家居、智能交通、智能医疗等各个领域，为人们的生活带来了极大的便利。

认知无线电的发展现状

认知无线电的发展现状
过去几十年，随着无线通信技术的飞速发展，认知无线电（Cognitive Radio，CR）作为一种新兴的无线通信技术备受关注。

认知无线电的发展现状如下。

首先，认知无线电技术具有较高的灵活性和智能化。

它能够对无线电频谱进行实时监测和分析，根据当前频谱资源的使用情况智能地选择可用频谱并进行动态频谱访问。

这种灵活性使得认知无线电能够充分利用频谱资源，提高无线通信系统的容量和效率。

其次，认知无线电在频谱共享方面具有巨大的应用潜力。

目前，无线电频谱资源已经成为一种紧缺资源，但很多频段在大部分时间内却没有得到充分利用。

认知无线电的出现可以实现对频谱的动态共享，促进频谱资源的高效利用，提高频谱利用效率。

此外，认知无线电的发展受到一些挑战和限制。

首先，认知无线电需要准确、可靠地感知和识别周围的无线环境，包括检测到的信号的频谱使用情况和无线电网络中各个用户的活动。

这需要使用先进的感知和识别算法，并面临信号识别准确性和复杂环境下的干扰问题。

其次，认知无线电技术还需要解决频谱获取和分配的问题。

由于认知无线电需要动态地获取和释放频谱资源，必须建立一套高效的频谱管理机制来支持认知无线电系统的运行。

最后，认知无线电技术的商业化和标准化仍然处于起步阶段。

虽然已经有一些认知无线电的标准和规范被制定，但与传统无线通信技术相比，认知无线电技术的商业化和广泛应用还需要进一步推进和完善。

综上所述，认知无线电是一项具有潜力的无线通信技术，它能够提高无线通信系统的频谱利用效率和容量。

然而，认知无线电的发展仍面临一些挑战和限制，需要进一步的研究和推广来实现其商业化和广泛应用。

无线电通信技术的现状和未来发展趋势

无线电通信技术的现状和未来发展趋势随着信息技术的不断进步，无线电通信技术已经成为现代社会中不可或缺的一部分。

无线电通信技术一直在不断地发展和进步，与此同时，它也对现代社会产生了深远的影响。

在本文中，我们将探讨无线电通信技术的现状和未来发展趋势。

一、无线电通信技术现状当前，无线电通信技术已经普及到了所有的领域，包括个人通信、卫星通信、移动通信、无线局域网等等。

无线电通信技术的发展也促进了现代社会的进步和变化。

1. 个人通信个人通信是无线电通信技术应用最广泛的一个领域。

手机、无线电对讲机、电视机、车载电话等设备都属于个人通信的范畴。

现代的无线电通信技术使得个人通信变得更加方便和快捷，并且实现了随时随地的联系。

2. 卫星通信卫星通信是无线电通信技术中最重要的一环。

卫星通信技术可让信息在地球上任何两点之间进行传输。

随着卫星技术的不断提高，卫星通信的成本和可靠性都得到了很大的提升，大大推动了互联网和远程通信技术的发展。

3. 移动通信移动通信也是无线电通信技术中非常重要的一环。

3G和4G通信技术的普及进一步推动了移动通信的发展。

现在，人们可以通过移动电话随时随地进行通信，不再受地域限制。

4. 无线局域网无线局域网也是当前无线电通信技术中的热门领域。

人们可以通过 Wi-Fi 网络在家中或办公室中构建一个局域网，以便在局域网中进行无线通信和数据传输。

二、无线电通信技术未来发展趋势未来，随着信息技术的不断进步和不断发展，无线电通信技术也将进一步发展。

以下是无线电通信技术未来的发展趋势：1. 5G通信技术5G通信技术是未来移动通信中最受关注的技术之一。

5G通信技术的速度、传输容量和响应时间都会超过现在的4G技术。

5G通信技术将大大推进互联网的发展和产业的进步。

2. 物联网技术物联网技术是未来无线电通信中的另一个热门领域。

物联网技术指的是将各种物理设备与互联网相连，实现互联互通的一种技术。

物联网技术发展将产生重大的影响，改变人类生活的各个方面。

认知无线电QoS研究现状分析

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（．ｅａｆＭｏｉｏｕｉａｏ，ｈｎｑｎｎｖｒｔｏｏｔａｄＴｌｏｕｉｔｎ，Ｃｏｇｉｇ４０６，Ｃｉａ１ＫｙＬｂｏｂｌＣｍｍｎｃｔｎＣｏｇｉＵｉｓｙｆＰｓｎｅｅｍｍｎｃｉｓｈｎｑｎ００５ｈｎ；ｅｉｇｅｉｓｃａｏ
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董灿．琼ｚ程
（．１重庆邮电大学移动通信重点实验室，重庆４０６；００５
２重庆邮电大学网络及信息管理中心，．重庆４０６）００５
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认知无线电发展现状

认知无线电发展现状认知无线电（Cognitive Radio, CR）是一种能够自主感知无线电频谱环境并智能地进行频谱管理和资源分配的无线通信技术。

随着无线通信技术的快速发展和无线频谱资源的日益紧缺，认知无线电技术被认为是解决频谱资源短缺和提高无线通信效率的重要手段。

目前，认知无线电技术在国际上得到了广泛应用和研究，发展取得了一定的进展。

首先，认知无线电技术在频谱感知方面取得了重要进展。

频谱感知是认知无线电的基础，通过感知无线电频谱环境，可以获取可用的频谱资源。

研究人员提出了一系列感知算法，包括能量检测、功率谱密度估计、周期性检测等，可以准确地感知无线电频谱。

此外，感知技术的硬件实现也取得了突破，如高性能的宽带射频前端芯片、宽带频谱分析仪等，为频谱感知提供了有效的工具。

其次，认知无线电技术在频谱管理和资源分配方面也取得了一定的进展。

认知无线电可以根据感知到的频谱状态和需求，动态地选择空闲频谱资源进行使用，从而提高频谱利用效率和通信容量。

在频谱管理方面，研究人员提出了一系列频谱分配和感知决策算法，包括基于机器学习的频谱预测和动态频谱分配算法、基于博弈论的频谱共享算法等。

通过这些算法，无线电设备可以根据实时的频谱情况，智能地选择和分配频谱资源。

此外，认知无线电技术还涉及到安全性和隐私保护等重要问题。

由于认知无线电可以感知和利用空闲频谱，可能会对现有用户产生干扰。

因此，对于认知无线电设备的干扰控制和频谱共享技术也进行了深入研究。

研究人员提出了动态频谱共享策略、频谱博弈模型等方法，以减小对现有用户的干扰。

此外，还提出了认知无线电的安全机制，如身份认证、数据加密等，保护无线通信的安全性和隐私性。

总之，认知无线电作为一种能够自主感知无线电频谱环境并智能地进行频谱管理和资源分配的无线通信技术，已取得了一定的发展。

目前，研究人员在频谱感知、频谱管理和安全性等方面做出了重要的贡献，为认知无线电的实际应用和推广奠定了基础。

《2024年基于认知无线电MAC协议算法研究》范文

《基于认知无线电MAC协议算法研究》篇一一、引言随着无线通信技术的快速发展，无线频谱资源变得越来越重要。

然而，由于无线频谱的有限性和非静态性，频谱资源的管理和利用成为了一个重要的研究课题。

认知无线电技术作为一种新兴的无线通信技术，具有动态频谱感知、频谱决策和频谱共享等优点，被广泛应用于无线通信系统中。

MAC（Media Access Control）协议作为无线通信系统的重要组成部分，其设计和实现直接影响到整个系统的性能。

因此，基于认知无线电的MAC协议算法研究具有重要意义。

二、认知无线电及MAC协议概述认知无线电是一种能够动态感知无线环境、自适应地调整其传输参数的无线通信技术。

它通过频谱感知、频谱决策和频谱共享等技术，实现了对无线频谱资源的动态管理和利用。

MAC协议是无线通信系统中的一层协议，负责控制无线信道的访问和管理。

在认知无线电系统中，MAC协议需要与认知无线电技术相结合，实现动态频谱感知和频谱共享等功能。

三、基于认知无线电的MAC协议算法研究针对认知无线电系统的特点，研究人员提出了多种基于认知无线电的MAC协议算法。

下面将介绍其中几种典型的算法。

1. 基于机会频谱接入的MAC协议算法机会频谱接入是一种常用的认知无线电技术，其基本思想是在空闲频谱上尽可能多地传输数据。

基于机会频谱接入的MAC 协议算法通过动态感知空闲频谱资源，并在空闲频谱上进行数据传输，实现了对无线频谱资源的有效利用。

该算法具有简单易实现、适应性强等优点，被广泛应用于认知无线电系统中。

2. 基于图论的MAC协议算法基于图论的MAC协议算法是一种较为复杂的认知无线电MAC协议算法。

该算法通过构建频谱图来描述无线环境中的频谱资源、干扰关系和可用性等信息，并利用图论中的算法进行频谱决策和信道分配。

该算法具有较高的频谱利用率和较低的干扰率，但实现难度较大。

3. 基于人工智能的MAC协议算法随着人工智能技术的发展，基于人工智能的MAC协议算法也成为了研究热点。

认知无线电关键技术及应用的研究现状

链路自适应技术、多天线技术等努力提高频谱效率的同时．却发现全球授权频段．尤其是信号传播特性比较好的低频段频潜
的利用率极低。以美国为例．美国联邦通信委员会（ｄｒｆｅｌｅａ
｝高等学校博士学科点专项科研基金项目（ｏ０４０３１）Ｎ，００１００２
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利用情况极不平衡．一些非授权频段占用拥挤．而有些授权频段则经常空Ｉｌ来自美国国家无线电网络研究实验床（ａｏａ￣，Ｊｎｔｎｌｉｒｉｎｔｏｓｒｓｅ．ＲＲ）项目的一份测量报告表ａ０ｅｒｒｅｃｔｔｄＮＮＴｄｗｋｅａｈｅｂ明．Ｇｚ３Ｈ以下频段的平均频谱利用率仅有５％２．１２１因此近几年更高层但这种认识缺乏相应的具有认知功能的物理层和链路层体系结构的有效支撑还有一种认识是以Ｒｅｅ为首的维吉ｉｒｓ尼亚技术中心提Ｈ的蝌他们认为Ｍｔａｊ｛．ｉｌ提Ｈ的基于人＿智能的ｏＴ
ｃｍｕｉｔｎｏｍｓｏ．Ｃ）ｏｍｎａｏｓｍｉｉＦＣ的大量研究报告说明频谱的ｃｉｃｓｎ
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相比之下．以太网的数据处理能力强大，带宽调整灵活，
ＱＳ的问题．ＳＰ和以太网都在寻找各『ｏＭＴ｛的解决方案ＭＴＳＰ的立足点还是有ＴＭ要求的多业务接人．有一定的数据处理能Ｄ力，作为过渡方案可以承载目前的ＮＮ和３ＧＧ业务．但是在ＮＮ和３ＧＧ完全ＩＰ化以后．ＳＰＭＴ将逐渐退出城域ＩＰ承载网．从而成为完全为大客户提供专线的业务网络以太网、ＰＳＭＬ或者其他新的传送技术将会担负起承载ＩＰ的重任．通过和ＣＭＤＭ结合．ＷＤ／ＷＤ构建新一代的城域ＩＰ传送网络

通信技术中的软件无线电与认知无线电研究进展

通信技术中的软件无线电与认知无线电研究进展随着无线通信技术的迅猛发展，软件无线电和认知无线电成为了通信领域的研究热点之一。

它们不仅在提高通信效率和频谱利用率方面具有重要意义，而且在未来的5G和物联网等应用中扮演着关键的角色。

本文将介绍通信技术中的软件无线电和认知无线电的研究进展，以及它们的应用前景。

软件无线电是一种通过软件配置的无线电技术，能够在无需改变硬件的情况下，实现多种通信协议的切换。

它利用嵌入在硬件中的可编程的信号处理器，通过神经网络和算法来实现不同通信协议之间的切换和适配。

软件无线电可以提高系统的灵活性和可扩展性，降低了硬件的开发成本和周期。

认知无线电是一种通过感知和理解无线电频谱环境的技术，能够优化无线通信系统的性能。

认知无线电可以利用无线电频谱感知技术来监测和分析频谱资源的利用情况，并根据情况调整无线通信系统的参数和通信策略。

该技术可以提高系统的频谱效率和容量，减少干扰和碰撞，提高通信质量和可靠性。

软件无线电和认知无线电的研究已经取得了许多重要进展。

在软件无线电领域，研究人员利用神经网络和机器学习等技术，开发了一系列优化通信系统性能的算法。

例如，通过自适应调制和编码技术，可以根据信道质量和用户需求自动选择最佳的调制方式和编码方式，从而提高通信的可靠性和效率。

研究人员还提出了一种基于软件无线电的频谱共享机制，可以实现不同通信系统之间的无缝切换，提高频谱资源的利用效率。

在认知无线电领域，研究人员利用机器学习和优化方法，开发了一系列频谱感知和频谱分配算法。

通过对周围环境中的信号进行感知和分析，可以实时监测和评估频谱资源的利用情况，并根据情况调整通信系统的工作参数。

例如，可以根据信道状态和用户需求动态分配频谱资源，实现频谱资源的共享和重用，提高系统的容量和效率。

还可以通过智能干扰管理技术，降低不同系统之间的干扰，提高通信质量和用户体验。

软件无线电和认知无线电的研究在5G和物联网等领域有着广泛的应用前景。

认知无线电的研究现状和功能概述

信系统，能够感口周边的环境，并实时调整动态参数（发射功率、载波频率口调制方式）来适应外部变化的无线环境，同时要求
２．２频谱感知实现认知无线电的前提是要感知到无线电环境中存在的 Ⅳ
进行描述。２００２年，美国联邦通信委员会（ＦＣＣ）开始推行
频谱政策改革Ｊ，并于２００３年召开以认知无线电为主题的国
际会议，旨在探讨认知无线电如何改变以往的频谱分配策略。２００４年，美国国防先期研究计划局（ＤＡＲＰＡ）成立了下一
频谱分配政策造成一部分频谱资源浪费，其中相当大的频谱资源被广播电视等授权用户占用，但频段占用度较低，出现“ 频
谱空洞 ”现象；而工业、科学和医疗（ＩＳＭ）等开放未授权频段被过度使用，造成拥挤和干扰等现象。因此，需要一种技术来解决频谱固态分配所造成的频谱利用率低的问题。作
一
论文【１中创造性提出无线电知识表示语言（ＲａｄｉｏＫｎｏｌｅｇｅ，
ＲＫＲＬ），对认知无线电技术如何提高个人无线服务的灵活性
个认知无线电系统必须支持以下几个功能：频谱信息的获取（频谱感知）、通信决策和学习能力，如图１所示。
北京邮电大学Ｌ８等国内各大高校相继投入到认知无线电的技术研究中，并取得一定的研究成果。
作为当今无线通信领域的热点之一，认知无线电技术研究取得了初步的成果，除了标准化组织、科研机构和频谱决策ｌｆｌ￣＇ｌ－］Ａ＂Ｊ极力推动外，国内外各大移动通信设备厂商也起到了积极作用，诸如华为、思科、中兴和高通等公司均设有相关的研

基于认知无线电的无线通信研究现状

2010年第05期，第43卷通信技术 Vol.43，No.05,2010 总第221期Communications Technology No.221,Totally基于认知无线电的无线通信研究现状白敏丹(中国传媒大学信息工程学院,北京 100024)【摘要】归纳了从软件无线电到认知无线电功能的演进。

认知无线电是在软件无线电的基础上提出的智能化的无线通信技术，它着力解决频谱资源的有效利用问题；认知无线电概念的提出将对现行的频谱管理体制提出挑战，并给无线通信带来新的发展空间。

软件无线电在其系统硬件无需变更的情况下，可以在不同的时候根据需要通过软件加载来完成不同的功能。

认知无线电可以感知周围电磁环境，通过无线电知识描述语言(RKRL)与通信网络进行智能交流，并实时调整传输参数，以达到无论何时何地都能达到通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。

文中在此基础上探讨了认知无线电技术未来发展值得关注的热点问题。

【关键词】软件无线电；认知无线电；无线通信；移动通信【中图分类号】TN92【文献标识码】A【文章编号】1002-0802(2010)05-0044-03 Situation of Wireless Communication Based on Cognitive RadioBAI Min-dan（Information Engineering School, Communication University of China, Beijing 100024,China）【Abstract】The paper summarizes the functional evolution from software radio to cognition radio. Cognitive radio is a software-defined radio based on the intelligent wireless communication technology. It emphatically resolves how to make use of spectrum resources. The proposal of cognitive concept would challenge the present spectrum management system, and bring new space for the development of wireless communication. Software radio system could, without any change of system hardware, implement various functions at different times by loading the software. Cognitive radio could sense the surrounding electromagnetic environment and realize intelligent exchanges with communications network through radio knowledge description language (RKRL), and by real-time adjustment of the transmission parameters, achieve high reliability and spectrum utilization efficiency of communication system at anytime and anywhere. Based on these, this paper discusses the hot issues in the future development of cognitive radio technology.【Key words】software radio; cognitive radio; wireless communication; mobile communication0 引言通过近20年的发展，移动通信已成为通信领域最活跃、市场份额最高的产业，也成为国际上市场竞争最激烈的部分。

认知无线电研究综述

乏，而是我们没有～种在满足现行授权频谱用户要求通信理论和技术。如链路自适应技术、多天线技术
的同时．对频谱访问进行智能管理的技术。因此近年等。这些技术虽能提高频谱效率．但仍受限于香浓
来．能够对不可再生的频谱资源实现再利用的频谱共定理。美国联邦通信委员会（ＣＦＣ）的大量研究表
目前随着无线通信业务需求的快速增长，可用频
认知无线电技术发展概述
早期设计的无线电都是静态的．通信只能在指
解调器，谱资源变得越来越稀缺。人们通过采用链路自适应技配的专有频段上工作使用专有的调制／
术、多天线技术等先进的无线通信理论和技术．努力信道协议等。为实现多种通信标准共存，出现了采提高频谱利用效率。但在同时却发现全球授权频段．用可编程软件的自适应无线电技术，如软件定义无
“ 是一个智能无线通信系统。它能够感知外界环有机结合．形成一个完整的认知周期．即根据Ｒ探ＣＲＦ境．并使用人工智能技术从环境中学习．通过实时测、分析，快速信道估计，动态分配空闲信道，以
改变某些操作参数（比如传输功率、载波频率和调及信道状态选择合适的调制方式、传输速率、发射制技术等）使其内部状态适应接收到的无线信号频率等。的统计性变化，以达到以下目的：任何时间任何地
２２Ｃ．Ｒ的频谱政策和标准化工作进展
Ｃ技术从本质上撼动了一直以来的静态频谱分配Ｒ
的发射带宽、数据比特以及纠错策略．以获得最好策略，它的实现需要频谱管理政策的支持。２０年１０２２的吞吐量；实现自适应天线导向以集中发射功率从月，Ｃ规定非授权设备应具备能够识别未占用频段的ＦＣ而最大化接收信号强度。能力；２０年１月．ＦＣ出新的量化和管理干扰的指０３１Ｃ提

从软件无线电到认知无线电的无线通信发展现状

从软件无线电到认知无线电的无线通信发展现状
随着科学技术的飞速发展，无线通信技术也在不断的发展与壮大。

从最初的电报电报，到有线电话，再到无线通信，我们已经走过了一个漫长的历程。

尤其在当今信息化时代，无线通信已经成为人们生活、工作中极为重要的一部分。

那么，我们来看看从软件无线电到认知无线电的无线通信发展现状。

1. 软件无线电
软件无线电（Software Defined Radio，SDR）是一种基于软件的无线电技术。

它利用数字信号处理和计算机技术代替了传统的模拟设备，使得无线电设备更加灵活方便，同时也拓宽了应用范围。

软件无线电系统可以使用相同的硬件进行多种应用的实现，因此具有广泛的适应性和可扩展性，同时也能够提高无线电信号的安全性和抗干扰能力。

2. 认知无线电
认知无线电（Cognitive Radio，CR）是一种新型的无线通信技术，它利用智能的无线电设备去对信道环境进行感知和分析，实现了对空闲频率段的动态分配和可重用性的提高。

认知无线电系统可以通过控制无线电设备、选择频率范围和传输功能，实现自适应信道感知和无线电频谱自适应调整，从而在确保通信质量的同时提高了频谱利用率。

3. 未来发展
随着无线通信技术的发展，软件无线电和认知无线电技术正在成为未来的发展方向。

它们的应用将在现有的仪器设备、车载系统、通讯设备等方面得到广泛应用。

在未来，我们将看到更加智能、高效、可持续的无线通信系统，提高了信息交流效率以及满足了人们日益增长的通信需求。

总之，从软件无线电到认知无线电，无线通信技术正日益成熟和完善。

随着科技的不断发展，我们相信无线通信技术会为人们带来更加便捷、高效和智能的服务。

认知无线电研究背景意义与现状

认知无线电研究背景意义与现状1 认知无线电的产生背景2 认知无线电的产生3 认知无线电技术的国内外研究现状4 认知无线电频谱感知技术的研究意义5 认知无线电技术研究的主要任务1 认知无线电的产生背景随着无线通信技术的飞速发展，无线用户的数量急剧增加，可用频谱资源变得越来越稀缺。

当今绝大多数频谱资源都是采用固定的分配模式，由专门的频率管理部门分配给特定的授权用户使用。

而对于另外一些非授权用户的通信需求，如无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)、无线个域网(Wireless Personal Area Network，WPAN)等，由于其近几年发展迅速，导致这些网络所工作的非授权频段逐渐趋向饱和。

据美国研究结果指出，现有的频谱管理与分配策略是造成频谱资源紧缺的重要原因之一，导致某些网络频谱资源相对较少但其承载的业务量很大，而相当多的已授权的频谱并没得到充分的使用。

美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission, FCC)在2002年出版的报告中指出，已分配的频谱利用率为15％～85％，已经分配的3G Hz以下的频谱资源中多达70％未被充分利用。

一项中国移动的研究表明，大多数频段利用率不到5%，密集城区一周频段占用度的测试结果显示，占用度较高的频率主要集中410-954MHz频段，GSM下行频段占用度最高，广播频段、集群系统下行和ISM 频段次之，其他频段的占用度则极低。

其中GSM频段资源块的占用度明显高于广播频段。

GSM频段占用度大于0.1的资源块约占总数的62%，广播频段占用度大于0.1的约8%。

图1频谱利用情况调查分析[15]由此可以看出：频谱资源实际上是很充裕的，频谱的缺乏主要是由于静态(固定)的频谱分配体制而不是频谱资源本身的缺乏。

这种在空域、时域和频域中出现的可以被利用的频谱资源被称为“频谱空穴(Spectrum Holes)”。

认知无线电的发展现状

认知无线电的发展现状无线电作为一种重要的通信技术，已经经历了近一个世纪的发展。

从最初的无线电电报，到现在的无线电广播、电视、移动通信等各种应用，无线电技术的发展为人们的生活带来了诸多便利和改变。

现在，随着信息技术的快速发展，无线电技术也在不断创新和进步。

目前，无线电技术已经进入到第五代移动通信技术（5G）的时代。

5G技术以其速度快、时延低和可靠性强等特点，将为人们提供更加便利、高效的通信体验。

另外，无线电技术在其他领域的应用也在不断扩展。

比如，物联网（IoT）的发展使得各种设备和物品都能够通过无线电技术进行连接和交互。

这让我们的生活变得更加智能和便捷。

此外，近些年来，无线电技术在医疗、交通、农业等领域的应用也取得了一些突破。

比如，通过无线电技术，医院可以实时监测患者的生命体征，及时发现和处理问题；交通系统可以通过无线电通信来提高交通效率和安全性；农业领域可以利用无线电技术进行土壤监测、水质检测等，有助于提高农作物的产量和质量。

然而，无线电技术的发展也面临着一些挑战。

比如，频谱资源有限，随着无线电应用的不断增加，频谱资源的紧缺问题日益突出；同时，无线电干扰也成为了一个难题，特别是在城市等复杂环境中，各种无线设备的干扰可能会影响通信质量。

为了应对这些挑战，科学家和工程师们正在不断努力。

他们提出了一些新的无线电技术，比如多址调制技术（MA），用于提高频谱利用效率；同时，智能天线技术和信道编码技术等也被广泛应用，以提高通信质量。

此外，还有一些新的无线电技术正在研究和发展当中，比如毫米波通信、超宽带通信等，这些技术可能会进一步改变无线通信的发展方向。

综上所述，无线电技术作为一种重要的通信技术，已经取得了很大的进步和发展，为人们的生活带来了很多便利和改变。

未来，随着科技的进一步发展，无线电技术有望在各个领域发挥更加重要的作用。

认知无线电的发展历程与现状

认知无线电的发展历程与现状摘要：认知无线电是一种通过与其运行环境交互而改变其发射参数从而提高频谱利用率的新的智能技术，其核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生，认知无线电就是通过频谱感知（SpectrumSensing）和系统的智能学习能力，实现动态频谱分配（DSA：dynamicspectrumallocation）和频谱共享（SpectrumSharing）。

本文主要分析认知无线电的起源，认知无线电的关键技术概要，认知无线电的相关标准化进程以及认知无线电的应用场景等多个方面，对认知无线电进行一个概述，从而加深对无线电的认知与了解。

关键字：认知无线电、起源、关键技术、标准化、应用随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。

根据香农信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。

另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。

为解决无线频谱资源紧张的问题，出现了许多先进的无线通信理论与技术，如链路自适应技术、多天线技术等。

这些技术虽然能提高频谱效率，但仍受限于Shannon理论。

美国联邦通信委员会的大量研究表明：ISM频段以及适用于陆地移动通信的2GHz左右授权频段过于拥挤，而有些授权频段却经常空闲。

因而提出了认知无线电。

认知无线电是一种智能频谱共享技术。

它通过感知频谱环境、智能学习并实时调整其传输参数，实现频谱的再利用，进而显著地提高频谱的利用率，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。

1.认知无线电的发展历程认知无线电的概念是由JosephMitola博士在1999年提出的，他认为认知无线电可以使SDR从预置程序的盲目执行者转变为无线电领域的智能代理，并在论文中描述了认知无线电如何通过无线电知识表示语言（RKRL）来提高个人无线业务的灵活性。

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软件无线电在其系统硬件无需变更的情况下，可以在不同的时候根据需要通过软件加载来完成不同的功能。

文中在此基础上探讨了认知无线电技术未来发展值得关注的热点问题。

但是，按着传统的思路的产品开发及生产方式，已表现出不少问题，如产品是针对特定的标准中一个版本来开发和制造的。

当新技术出现或版本升级或提供新业务时，只能开发新的专用芯片，制造新一代的设备。

其结果不是限制了新技术和新业务的使用，就是给制造商、运营商带来更大的投资风险，给用户带来诸多不便。

随着各种新标准、新协议的不断发布，无线系统制造商和通信服务提供商不得不做出响应，通过系统升级，以保持其技术的先进性，不断为用户提供高质量的通信服务（从1 G到4 G）。

但是，如此反复的重新设计和硬件的不断更新换代，不仅成本高，浪费资源，而且给最终用户也带来诸多不便。

软件无线电SDR（Software Defined Radio）就是在这样的背景下诞生的能经得起时间考验的无线通信系统[1]。

软件无线电是指采用固定不变的硬件平台，通过软件重构（升级）来实现灵活多变的通信体制和通信功能的无线电系统。

软件无线电硬件平台的特点是通用化、标准化、模块化，以及对信号波形的广泛适应性；软件无线电的核心是其驻留在DSP和/或FPGA和/或ASIC内部的功能软件，这些软件是可升级、可重构的，以适应不同的技术标准、接口协议和信号波形。

近几年，软件无线电在微电子技术的带动收稿日期：2009-09-02。

作者简介：白敏丹（1964-），女，硕士，副教授，主要从事专业及基础课教学的研究工作。

44下，取得了前所未有的快速发展[2]。

无线通信中的另一个重要问题是频谱资源的有效利用。

目前频谱资源管理国际上采用的通用做法是实行授权和非授权频率管理体制，对于授权频段，非授权者不得随意使用。

由此带来的问题是，在某些授权频段，频谱利用率很低，而在某些非授权频段，信号又非常的拥挤，导致频谱资源利用极不均衡的现状。

为解决频谱资源的有效利用问题，有人又提出了基于软件无线电的认知无线电概念。

认知无线电CR（Cognitive Radio）是一种具有频谱感知能力的智能化软件无线电，它能自动感知周围的电磁环境，寻找“频谱空穴”，并通过通信协议和算法将通信双方的信号参数调整到最佳状态。

由此可见，认知无线电不仅具有通信功能，而且还需具备频谱探测能力，具有多功能特征，必须借助于软件无线电来实现。

认知无线电已成为目前无线通信领域的一大研究热点[3]。

1 软件无线电的工程性软件无线电在其系统硬件无需变更的情况下，可以在不同的时候根据需要通过软件加载来完成不同的功能。

软件无线电概念虽然是从通信领域提出的，但这一概念一经提出就得到了包括通信、雷达、电子战、导航、测控、卫星载荷以及民用广播电视等整个无线电工程领域的广泛关注，已成为无线电工程领域具有广泛适用性的现代方法。

尤其是近几年，软件无线电的发展势头更猛，已触动到无线电工程的每一个角落：从3G到4G；从美军的MBMMR（多频段多模式电台）到JTRS（联合战术无线电系统）都是以软件无线电概念进行设计、开发的，甚至就连完成单一功能的GPS 也要进行软件化设计[1]，以适应未来导航技术的发展需要。

理想的软件无线电结构如图1所示。

在接收端：由天线感应的无线电信号经过必要的低噪声放大后，就直接对其进行数字化（ADC）,数字化后的信号经过FPGA或/和DSP 完成数字下变频、数字滤波、数字解调等信号处理任务；在发射端：需要发射的基带信号通过FPGA或/和DSP完成数字调制、数字上变频和数字滤波等信号处理任务，经过DAC 变换为模拟信号，最后经功率放大器放大到足够功率，由天线发射出去。

该硬件结构与所要完成的功能无关，它所完成图1 理想的软件无线电结构图1所示的软件无线电结构是一种理想化的软件无线电结构[4]，其实现是有相当难度的。

首先，根据奈奎斯特采样定理，该软件无线电的工作带宽有多宽，其AD采样至少是带宽的两倍[5]，比如：对于工作在2～2 000 MHz的JTRS 电台，其采样频率至少是4 GHz，考虑到滤波器矩形系数，采样频率需要超过5 GHz，如此高的采样速率在高分辨率情况下至少在目前是难以实现的；其次，高的采样速率对ADC 后续的信号处理（FPGA/DSP）也提出了非常苛刻的要求，大大提高了信号处理部分的实现难度；最后，随着电磁环境的复杂化，过宽的瞬时处理带宽将导致对动态范围的过高要求，无论是高增益的LNA还是高速ADC其动态范围都将无法满足实际需求。

2 认知无线电的智能化优势认知无线电可以感知周围电磁环境，通过无线电知识描述语言(RKRL)与通信网络进行智能交流，并实时调整传输参数（通信频率、发射功率、调制方式、编码体制等），使通信系统的无线电参数不仅与规则相适应，而且能与环境相匹配，以达到无论何时何地都能达到通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。

也就是说，SDR关注的是采用软件方式实现无线电系统信号的处理；而CR强调的是无线系统能够感知操作环境的变化，并据此调整系统工作参数，实现最佳适配。

从这个意义上讲，CR是更高层的概念，不仅包括信号处理，还包括根据相应的任务、政策、规则和目标进行推理和规划的高层活动。

所以，认知无线电是智能化的软件无线电。

Joseph Mitola博士提出认知无线电的概念[6]，最初的主要目的是想解决频谱资源的有效利用问题。

在绝大多数国家，大部分频谱是以授权方式分配给无线电业务部门的。

在这些已分配的授权频段与非授权频段中，存在着频谱资源利用的不平衡性：一方面，授权频段占用了整个频谱资源的很大一部分，由于在某些地区授权用户不会在任何时间都使用其频段，因此不少授权频段都处于空闲状态（频谱空穴）。

美国联邦通信委员会（FCC）的研究表明，在大部分时间和地区，授权频段的平均利用率在15%～85%之间；另一方面，开放使用的非授权频段占整个频谱资源的很小一部分，而在该频段上的用户却很多，业务量拥挤，无线电频段已基本趋于饱和。

静态的频谱分配原则是导致授权频段利用率低下而其他用户又无法使用相应频段这一矛盾的主要原因。

如果能够将暂时空闲的频谱资源加以利用，目前这种频谱资源的紧张状况将得到极大的改善。

认知无线电就是针对这一问题提出的有效解决方案，其核心思想就是使未来的无线电设备具有自主发现“频谱空穴”，并合理有效地利用“频谱空穴”的能力。

如何快速、准确地检测到“频谱空穴”，成为认知无线电需要着重解决的关键问题。

从电子侦察的角度来看[5]，认知无线电实际上就是把软件无线电与通信侦察有机地结合在一起。