无线认知网络国内外研究现状
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图 １ 认 知 循环
ｕ ｓ ＭＭ） ， 其研究 目标是适应下一代网络业务管理的快速发展； 东北大学 的王兴伟等 人研 发了一种基于模糊积分和博弈论的 Ｑ ｏ Ｓ组 播 路 由机 制 ， 其 目标 是 在 最 大 化 满 足 用 户 Ｑｏ Ｓ要 求 的 同时保证 网络提供 商效用 与用户效用达到或接近纳什均衡下
￣ ０ １ ５年 第 ４期
（ 总第 １ ４ ８ 期）
信 息 通 信
Ｉ ＮＦ ＯＲ Ｍ ＡＴ Ｉ ＯＮ ＆ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴ １ ０ＮＳ
２０１ ５
（ Ｓ ｕ ｍ 。Ｎ ｏ １ ４ ８ ）
无线认 知 网络 国 内外研 究现状
丁晓慧， 吴倩 倩
（ 商丘 学院 电子信 息工程 学院， 河南 商丘 ４ ７ ６ ０ ０ ０ ）
线电Ｃ ｒ ｏ ｗ ｎ Ｃ ｏ ｍ２ ０ ０ ６ ” ，与会 的世 界各地专家提出了许多 Ｃ Ｒ 网络化 的新名词和研 究方 向。 ２ ０ ０ ８ 年， 欧盟 启动 了Ｆ Ｐ ７ （ 欧盟第七研发框架计划） ， 该计 划包含十大主题研 究领域 。期中无线通信技术领域位居第三 位 。其 目的就是加大对 下一代无线网络研究 的力度 ，力 图在
摘要： 无线认知 网络（ Ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ Ｃ ｏ ｇ ｎ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ， ＷＣ Ｎ） 是在认知 无线 电（ Ｃ ｏ ｇ ｎ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｒ ａ ｄ ｉ ｏ ， Ｃ Ｒ） Ｓ ｔ 术基础上形成 的网络形
态， 是 当今 通信技术 的前 沿研 究领域 之一。无线认知 网络 具有 高度智能化 能力， 能感知 网络 的环境信 息和 分辨 当前 的网 络状 态。 并根据这些状 态进行相应 的规 划、 决策和 响应。 ＷＣ Ｎ 主要 应用于机 会频谱接入（ Ｏ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｕ ｎ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍＡｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ） 主 用户（ 合 法的授 权用 户， 具有较 高的优 先权接入频谱 ） ， 而次用户（ 具有认知功能的非授权 用户 ） 通过 智能感知 周围的无 线环境 ， 并在对主 用户不造 成有 害干扰的情况 下机会接入授权频谱 。
关键词 ： 认 知无线 电； 认 知 网络 ； 频谱 感 知 ； 频 谱 分 析
中图分类号 ： Ｔ Ｎ９ ２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ３ 。 １ ｌ ３ ｌ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ ． ０ ０ ９ ５ ． ０ １
‘
基 于认知无线 电技术 的无线 认知网络 （ Ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ Ｃｏ ｎ ｇ ｎ ｉ ． ｔ ｉ ｒ ｅ Ｎｅ ｗｏ ｔ ｒ ｋ ， Ｃ ＷＮ） ， 是当今通信领域最前沿 的研究技术之一。 ＷＣ Ｎ 具有认知能力 ， 这是其他任何通信 网络所不 具备 的， 它 能 够 能感 知 并 分 析 当前 的 网络 状 态 ， 根据 网 络 状 态 能 够 进 行 合理 的规划 、 决策和执 行。 若 ＷＣ Ｎ周 围通 信环 境出现 了较大
网络融合 的基础 上进 一步 向认知无线 电网络发展 。投入经费
４ ０ ０ ０多万 欧元 。 欧盟 Ｆ Ｐ ７ 研 究的重要核心 内容之一为重点大 型跨 国项 目 Ｅ ３ 。Ｅ ３提 出的 目的是做到下一代网络在异构环 境下 的应用和服 务的无缝 接入， 其工作包含 ｗｃ ｎ的规划 、 部署 和标 准化 制定等 。 国际 电信 联盟 （ Ｉ Ｔ Ｕ） 、第 三代伙 伴项 目 （ ３ ＧＰ Ｐ ） 和美 国电气 电子工程师协会 （ Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ） 等标准化组织将 联合对项 目的研 究成 果进 行总结完善 。
频谱 分析和频谱判决三部分 。频谱感 知的功能是认知用户通
过信 号检 测和 处理手段来获取无线 网络 中可用频段并检测频 谱 空洞 。频谱分析是对频谱感知 阶段 所获取的频谱空洞进行 分析 并得 出其特性 ；频谱判决则是根据频 谱空洞的特性和认
知 用 户 的 需 求 选 择 合 适 的频 段 进 行 数 据 的 传 输 。
１国外 研 究现 状
目前 ＷＣ Ｎ已成为 国际标准化组织 、 研究机构和大学广泛
关注 的研 究热点， 其 中国际组织和研究机构 ， 军方及政府的支
持 推 动 了 ＷＣ Ｎ 的发展。 而且各国分别投入大量经 费， 设 立 研 究 计 划 和 研 究 项 目对 其 开 展 研 究 ， 下 面介 绍 一 些 代 表 性 的研 究工作 。
的变化 ， 它还可 以通 过 自我配置来响应和动态适应这种变 化，
达到 实现 端到端的性能 ， 提高无线频谱资源利用率 的 目标 。 现 阶段 ，认知无线 电研 究的重点是提高频谱的利用率 以 及实现 以频谱为 中心 的环境 高适应性 ， 为 了实现这一 目标 ， 采 用图 １ 所 示的认知循环来完成 。 整个认知过程包含频谱感 知、
２ 国 内Biblioteka Baidu究 现 状
我 国非 常重视无 线认 知网络的发展 ， ２ ０ ０ ５年 ７月 由国家 “ ８ ６ ３ ”计划设立 了 “ 认知无线 电关键技术”研究课题 ， 随后 的 ２ ０ ０ ６和 ２ ０ ０ ７年 自然科 学基金先 后资助了多个 Ｃ Ｒ 相关研究 课题 。国内，对无线认 知网络技 术的主要研 究方向为下一代 网络体系结构 ， 协议和路 由机制 。清华大学 的吴建平在“ ９ ７ ３ ” 项 目中 “ 新一代互联 网体 系结构理论研究” 的资助下 ， 提出 了 种 多维可扩展 的新 一代 互联网体系结构的概念并分析 了其
一
发射
基本要素 ； 北京邮 电大学 的杨放春在 “ ９ ７ ３ ” 项 目中“ 新一代互 联 网服务模 型和服务 管理理论” 的资助 下， 提 出了下一代网络 通用业务管理模 型（ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｌ ＮＧ Ｎ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｍｏ ｄ ｅ 。
ｕ ｓ ＭＭ） ， 其研究 目标是适应下一代网络业务管理的快速发展； 东北大学 的王兴伟等 人研 发了一种基于模糊积分和博弈论的 Ｑ ｏ Ｓ组 播 路 由机 制 ， 其 目标 是 在 最 大 化 满 足 用 户 Ｑｏ Ｓ要 求 的 同时保证 网络提供 商效用 与用户效用达到或接近纳什均衡下
￣ ０ １ ５年 第 ４期
（ 总第 １ ４ ８ 期）
信 息 通 信
Ｉ ＮＦ ＯＲ Ｍ ＡＴ Ｉ ＯＮ ＆ ＣＯＭ Ｍ ＵＮＩ ＣＡＴ １ ０ＮＳ
２０１ ５
（ Ｓ ｕ ｍ 。Ｎ ｏ １ ４ ８ ）
无线认 知 网络 国 内外研 究现状
丁晓慧， 吴倩 倩
（ 商丘 学院 电子信 息工程 学院， 河南 商丘 ４ ７ ６ ０ ０ ０ ）
线电Ｃ ｒ ｏ ｗ ｎ Ｃ ｏ ｍ２ ０ ０ ６ ” ，与会 的世 界各地专家提出了许多 Ｃ Ｒ 网络化 的新名词和研 究方 向。 ２ ０ ０ ８ 年， 欧盟 启动 了Ｆ Ｐ ７ （ 欧盟第七研发框架计划） ， 该计 划包含十大主题研 究领域 。期中无线通信技术领域位居第三 位 。其 目的就是加大对 下一代无线网络研究 的力度 ，力 图在
摘要： 无线认知 网络（ Ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ Ｃ ｏ ｇ ｎ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｎｅ ｔ ｗｏ ｒ ｋ ， ＷＣ Ｎ） 是在认知 无线 电（ Ｃ ｏ ｇ ｎ ｉ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｒ ａ ｄ ｉ ｏ ， Ｃ Ｒ） Ｓ ｔ 术基础上形成 的网络形
态， 是 当今 通信技术 的前 沿研 究领域 之一。无线认知 网络 具有 高度智能化 能力， 能感知 网络 的环境信 息和 分辨 当前 的网 络状 态。 并根据这些状 态进行相应 的规 划、 决策和 响应。 ＷＣ Ｎ 主要 应用于机 会频谱接入（ Ｏ ｐ ｐ ｏ ｒ ｔ ｕ ｎ ｉ ｓ ｔ ｉ ｃ Ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｍＡｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ） 主 用户（ 合 法的授 权用 户， 具有较 高的优 先权接入频谱 ） ， 而次用户（ 具有认知功能的非授权 用户 ） 通过 智能感知 周围的无 线环境 ， 并在对主 用户不造 成有 害干扰的情况 下机会接入授权频谱 。
关键词 ： 认 知无线 电； 认 知 网络 ； 频谱 感 知 ； 频 谱 分 析
中图分类号 ： Ｔ Ｎ９ ２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ３ 。 １ ｌ ３ ｌ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ ． ０ ０ ９ ５ ． ０ １
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基 于认知无线 电技术 的无线 认知网络 （ Ｗｉ ｒ ｅ ｌ ｅ ｓ ｓ Ｃｏ ｎ ｇ ｎ ｉ ． ｔ ｉ ｒ ｅ Ｎｅ ｗｏ ｔ ｒ ｋ ， Ｃ ＷＮ） ， 是当今通信领域最前沿 的研究技术之一。 ＷＣ Ｎ 具有认知能力 ， 这是其他任何通信 网络所不 具备 的， 它 能 够 能感 知 并 分 析 当前 的 网络 状 态 ， 根据 网 络 状 态 能 够 进 行 合理 的规划 、 决策和执 行。 若 ＷＣ Ｎ周 围通 信环 境出现 了较大
网络融合 的基础 上进 一步 向认知无线 电网络发展 。投入经费
４ ０ ０ ０多万 欧元 。 欧盟 Ｆ Ｐ ７ 研 究的重要核心 内容之一为重点大 型跨 国项 目 Ｅ ３ 。Ｅ ３提 出的 目的是做到下一代网络在异构环 境下 的应用和服 务的无缝 接入， 其工作包含 ｗｃ ｎ的规划 、 部署 和标 准化 制定等 。 国际 电信 联盟 （ Ｉ Ｔ Ｕ） 、第 三代伙 伴项 目 （ ３ ＧＰ Ｐ ） 和美 国电气 电子工程师协会 （ Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ） 等标准化组织将 联合对项 目的研 究成 果进 行总结完善 。
频谱 分析和频谱判决三部分 。频谱感 知的功能是认知用户通
过信 号检 测和 处理手段来获取无线 网络 中可用频段并检测频 谱 空洞 。频谱分析是对频谱感知 阶段 所获取的频谱空洞进行 分析 并得 出其特性 ；频谱判决则是根据频 谱空洞的特性和认
知 用 户 的 需 求 选 择 合 适 的频 段 进 行 数 据 的 传 输 。
１国外 研 究现 状
目前 ＷＣ Ｎ已成为 国际标准化组织 、 研究机构和大学广泛
关注 的研 究热点， 其 中国际组织和研究机构 ， 军方及政府的支
持 推 动 了 ＷＣ Ｎ 的发展。 而且各国分别投入大量经 费， 设 立 研 究 计 划 和 研 究 项 目对 其 开 展 研 究 ， 下 面介 绍 一 些 代 表 性 的研 究工作 。
的变化 ， 它还可 以通 过 自我配置来响应和动态适应这种变 化，
达到 实现 端到端的性能 ， 提高无线频谱资源利用率 的 目标 。 现 阶段 ，认知无线 电研 究的重点是提高频谱的利用率 以 及实现 以频谱为 中心 的环境 高适应性 ， 为 了实现这一 目标 ， 采 用图 １ 所 示的认知循环来完成 。 整个认知过程包含频谱感 知、
２ 国 内Biblioteka Baidu究 现 状
我 国非 常重视无 线认 知网络的发展 ， ２ ０ ０ ５年 ７月 由国家 “ ８ ６ ３ ”计划设立 了 “ 认知无线 电关键技术”研究课题 ， 随后 的 ２ ０ ０ ６和 ２ ０ ０ ７年 自然科 学基金先 后资助了多个 Ｃ Ｒ 相关研究 课题 。国内，对无线认 知网络技 术的主要研 究方向为下一代 网络体系结构 ， 协议和路 由机制 。清华大学 的吴建平在“ ９ ７ ３ ” 项 目中 “ 新一代互联 网体 系结构理论研究” 的资助下 ， 提出 了 种 多维可扩展 的新 一代 互联网体系结构的概念并分析 了其
一
发射
基本要素 ； 北京邮 电大学 的杨放春在 “ ９ ７ ３ ” 项 目中“ 新一代互 联 网服务模 型和服务 管理理论” 的资助 下， 提 出了下一代网络 通用业务管理模 型（ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｌ ＮＧ Ｎ Ｓ ｅ ｒ ｖ ｉ ｃ ｅ Ｍａ ｎ ａ ｇ ｅ ｍｅ ｎ ｔ Ｍｏ ｄ ｅ 。