认知无线电技术对未来移动通信产业的影响分析

张旭伟

【摘要】人们之间的通信当前最重要的应用就是频谱资源应用，但是现在的频谱资源越来越紧张，需要不断发展新型的无线通信设备和应用，认知无线被当做是一种智能无线电技术，随着高新技术产业的发展逐渐受到人们的关注，认知无线技术的自主寻找能力比较强，全世界都在关注频谱资源的缓解问题，认知无线这种颠覆性的分配模式能够有效地提升无线频谱的使用效率，发展前景比较大，对合理应用认知无线技术有很重要的现实意义。

【关键词】认知无线电；移动通信；关键技术

【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

分析无线电的基本技术熟悉无线电的基本情况，对未来移动通信产业的发展趋势也是有很大影响的，无线电是一种非常先进的传递信息方式，在人类漫长的研究中发挥着至关重要的作用。当前社会的无线通信技术发展非常迅速，人们对于通信技术的依赖性也非常强，无线频谱资源本身就比较紧张，这样一来资源情况就进一步恶化。无线频谱的低频片段利用率非常低，但是传播特性情况还是很好的，只是平均频谱利用率还不够百分之五，这种情况使得认知无线技术应运而生。

2. 认知无線电概述

2.1 无线电频谱。

无线电频谱和无线电是互相联系的，通俗的说就是频率的分布曲线，根据频率不同、振幅不同按照一定的频率排列形状形成的图像就是频谱。无线电频率排成的图像就是无线电频谱，传统观念认为无线电频谱取之不尽用之不竭，属于一种可再生资源，但是根据人们不断开发利用发现无线电频谱是非常有限的公共资源，伴随着人们对无线电频谱越来越熟悉，人们已经意识到了现实问题中最重要的就是解决日益紧张的无线电频谱问题。

2.2 无线电通信系统。

随着无线通信技术的不断发展，一般来说只有政府才能决定无线频谱的划分，在不同的频带上存在着很多不同种类的通信系统，最大程度的提升无线频谱的利用效率是政府划分无线频谱的最主要的依据。因为某些频段的利用率太低导致移动电网络超负荷使用，研究者当前面临的主要问题就是如何合理分配频谱资源。无线电的概念在上个世纪末就已经提出过了，明显指出这种智能技术使用出发点应该最大化利用效率较低的频谱资源。

3. 认知无线电的特征和关键技术

3.1 认知无线电的特征。

“认知”是认知无限的首要特征，也是认知无线电最重要的特征，在无线环境中感知周围的不确定环境就是认知无线工作的主要任务。没有被使用的频谱能够被认知无线智能化选择出来，具体的步骤主要分为感知、频谱判决和分析，重构是认知无线的另一个主要特征，根据检测到的具体情况在感知到无线的情况下进行自主编程活动，这项工作就不会对其他用户产生什么干扰，如果某一段认知无线频谱没有被识别那么实际应用过程就会受到很大阻碍，为了避免干扰往往会选择自主修改某些特定参数，使用一些闲置的频段进行通信。

3.2 认知无线电的关键技术。

认知无线的关键技术包括数据传输技术、频谱感知技术和宽带射频前端技术，频谱感知技术的基础是宽带射频前端技术，提升宽带的调谐能力是提升频谱感知能力的前提，而且数据的初步处理和接受能力也是认知无线电技术的关键。在认知无线电技术的大环境下，对技术的要求非常高，所以要将非常弱的信号都能准确地检测出来。无线电的核心技术是频谱感知技术，如果没有掌握频谱感知技术更不能掌握认知无线电技术，这项技术的感知项目主要包括：协同感知和单节点感知，前者对无线电的感知和频谱识别是分单阶段的，后者是按照不同的节点所有数据综合分析才能够得到准确结论。对于单节点感知技术来说，技术要求很难达到，对于协同感知技术来说数据传输技术是关键所在。正交频分复用技术在现在的应用上是比较成熟的，将整个频带划分成子载波是基本原理，仅仅使用被利用的子载波用数据传输是一种很常用的传输技术。endprint

4. 认知无线电的发展趋势和对未来移动通信产业的影响

4.1 无线电技术多层次趋势。

认知无线电技术是由多种技术相辅相成的，并不是一项单独技术其发展趋势呈现多层次趋势，在这个角度看，认知无线电技术组合形式也是多种组网互相结合，在民用领域内认知无线电技术在蜂窝移动通信方面起到作用非常巨大。选择传输频率以最优方式进行，智能化检测移动终端的频率能够更加详细掌握本地用户的信息，当本地的频率非常拥挤的时候，提高频谱资源的利用效率最有效的方式就是选择周围的闲置频率。[3]在军用领域认知无线电要求更高，更不能被干扰，所以尽可能不要使用固定频率因为一旦被针对过着被干扰就很容易无法正常运行常规沟通。想要认识战场上的各种环境就要在军用领域引入认知无线电技术，尽可能避免因为电子和其他因素影响固定频率带来的负面影响。

4.2 无线电运营模式的变化。

移动通信产业的运用模式已经发生了很大改变，在这些改变中认知无线电占据着非常重要的位置，最后的运行模式创新性在很多技术上都有所体现。[4]进行自主的网络制切换对于认知无线电技术和多种制式并存的通信商来说都是需要从根本来实现的技术，这样在未来才能够有很多的创新型、便捷发展途径。移动电话的移动网络是这项技术最具代表性的技术，当前移动网络中三种网络并存是最主要的存在模式，但是这些制度都是根据具体情况进行调整的，并不是一成不变的。用户可以根据自身的需求进行多方自主切换，除此之外进行频谱检测是认知无线电技术切换的高级网络制式，这种通信体验在检测的过程中能够发挥更佳的作用。

4.3 移动通信网络运营。

移动通信网络在运营商面临着巨大的挑战，智能切换对于不同的网络制式来说是用户使用认知无线电技术发挥基本作用的关键，网络管理和运营维护有很多工作都要求在用户和移动通信网络制式之间进行流畅切换，如果管理工作量比较大时允许多种网络信号同时覆盖的。[5]

4.4 全球无线电频谱监管机构关注认知无线电技术。

市场对于无线电频谱资源的需求比较紧张，再加上无线电频谱资源不可再生，因此移动业务目前非常關注无线电技术的研究，全球成立了很多个无线电频谱监管机构。对于环境感知网络的概念，业界提出了环境和用户的所处环境在各种移动终端都能作出相应的变化，能够感知这些移动终端的变化就是无线电认知技术最基本的需求设定，对于运营来说这项技术承担的负担还是比较大的。[6]

5. 结束语

综上所述，认知无线电技术与以往的任何一种通信方式都不同，其创新方式体现了革命性和颠覆性，将使用频率大幅度提升能够有效打破固定频谱的使用局限，与此同时能够缓解无线频谱日益紧张的资源不足情况。只要能够尽最大可能发挥认知无线电技术的作用，才能够使其进一步走向成熟，而且本身无线电技术就存在一定的优势，所以可以说在解决频谱资源不够问题上发展无线电技术是一项非常热门的方向和领域。

参考文献

[1] 薛青林.认知无线电在未来多媒体移动通信中的运用[J].《中国新技术新产品》.2014（6）：101～102.

[2] 叶佩军，安建平.认知无线电在未来多媒体移动通信中的应用[J]. 《电讯技术》.2015（2）：4～5.

[3] 程世伦，杨震，崔景伍.新一代移动网络与业务的发展及认知无线电[J].《河北大学》.2015（6）：61～62.

[4] 王军选.未来移动通信系统及其关键技术[J].《通信技术》.2011（4）：7～8.

[5] 程世伦，赵贤敬.认知无线电系统的频谱检测技术研究[J].《中国新通信》.2010（4）：90～91.

[6] 闫盛楠 .基于协作的认知无线电频谱共享技术研究[J].《北京邮电大学》.2014（6）：23～24.

[文章编号]1619-2737（2017）07-20-673endprint