無線電是什么?無線電怎么產(chǎn)生的?工作的?相信大家都對大名鼎鼎的認(rèn)知無線電技術(shù)有所耳聞，那到底是個什么東東呢?下面就來給大家普及一下認(rèn)知無線電的基本知識。
隨著無線通信需求的不斷增長，對無線通信技術(shù)支持的數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來越高。根據(jù)偉大的香農(nóng)同志所提出的信息理論，這些通信系統(tǒng)對無線頻譜資源的需求也相應(yīng)增長，從而導(dǎo)致適用于無線通信的頻譜資源變得日益緊張，成為制約無線通信發(fā)展的新瓶頸。另一方面，已經(jīng)分配給現(xiàn)有很多無線系統(tǒng)的頻譜資源卻在時間和空間上存在不同程度的閑置。問題出現(xiàn)了，解決發(fā)法捏?因此，偉大的科學(xué)家筒子們提出了采用認(rèn)知無線電(cr，全稱cognitive radio)技術(shù)，通過從時間和空間上充分利用那些空閑的頻譜資源，從而有效解決上述難題。
認(rèn)知無線電是一種智能頻譜共享技術(shù)，通過智能學(xué)習(xí)以及對頻譜環(huán)境的感知對傳輸參數(shù)進(jìn)行實時的調(diào)整，能夠?qū)︻l譜的利用率進(jìn)行顯著的提升。
圖1 認(rèn)知環(huán)
1、認(rèn)知無線電架構(gòu)
“無線電之父”mitola的概念模型包括硬件和軟件。其軟件部分由基礎(chǔ)軟件和智能軟件構(gòu)成。硬件部分重點使用軟件無線電的基本體系結(jié)構(gòu)，由安全模塊、調(diào)制解調(diào)器、天線、射頻、基帶信號處理和用戶接口部分構(gòu)成。調(diào)制解調(diào)器可以解決收發(fā)信號的調(diào)制解調(diào)以及均衡信號的問題;天線是為了接收并發(fā)射無線電信號;射頻前端由無線電信號的放大以及其必要變換構(gòu)成;基帶處理模塊能夠解決網(wǎng)絡(luò)中的各種協(xié)議與控制問題，兼容不同的網(wǎng)絡(luò);用戶接口部分可以根據(jù)rkrl語言滿足不同的接口服務(wù)，同時使用關(guān)于用戶需要的支持自動推理的方法，實現(xiàn)個人通信服務(wù)。
圖2 cr射頻前端結(jié)構(gòu)圖
2、認(rèn)知無線電物理層技術(shù)特征
1. 頻率偵聽
認(rèn)知無線電技術(shù)在應(yīng)用中，能夠?qū)︻l譜進(jìn)行連續(xù)的偵聽，以此對沒有占用的頻譜進(jìn)行及時的發(fā)現(xiàn)，在不對主用戶造成干擾的情況下對用戶的再次出現(xiàn)進(jìn)行快速的檢測，以此便于為用戶騰出相應(yīng)的帶寬。要想對該功能進(jìn)行實現(xiàn)，就需要對一種新的功能-頻譜偵聽技術(shù)進(jìn)行運用，能夠獲得非常高的檢測率。而受到檢測能力的限制以及陰影衰落以及多徑情況的影響，為了能夠更為準(zhǔn)確的對用戶不同的接收功率進(jìn)行檢測，該技術(shù)在帶寬頻率捷變以及前端靈敏度方面具有更高的要求。在早期，其對周期平穩(wěn)過程以及導(dǎo)頻信號技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，并不能夠?qū)︻l譜檢測的可靠性進(jìn)行滿足。而就目前來說，則可以通過df、af以及cf協(xié)議的應(yīng)用對其頻譜偵聽能力進(jìn)行提升。
2. 動態(tài)頻譜分析
在現(xiàn)今的頻譜研究中，歐洲地區(qū)的很多項目已經(jīng)對不同網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)頻譜分配算法進(jìn)行了研究，而對于認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)來說，用戶在可用信道、位置以及數(shù)量方面的需求具有著變化的特征，并因此使這部分技術(shù)存在著不完全適用的情況?？紤]到目前動態(tài)頻譜分配在標(biāo)準(zhǔn)、政策以及接入?yún)f(xié)議等方面的限制，基于頻譜統(tǒng)籌策略是現(xiàn)今應(yīng)用較多的頻譜共享技術(shù)，在該技術(shù)中，其思想即首先將不同業(yè)務(wù)的頻譜合并成一個公共的頻譜池，之后再將其劃分為不同的信道。沒有得到授權(quán)的用戶，則可以對這部分空閑的信道進(jìn)行臨時的占用。對于該策略來說，對信道應(yīng)用的公平性以及利用率進(jìn)行了充分的考慮，可以說是一個受限信道的分配問題。
圖3 頻譜感知技術(shù)分類
3、認(rèn)知無線電技術(shù)的發(fā)展
就目前來說，無線電思想已經(jīng)在很多無線通信的領(lǐng)域當(dāng)中得到了應(yīng)用，如在5ghz頻段的ieee·802.11a，則對tpc以及dfs機(jī)制進(jìn)行了應(yīng)用，以此有效的避免了同雷達(dá)信號間的干擾。而在高速情況下接入的evdo以及hsdpa認(rèn)知調(diào)制，則需要通過對用戶需要服務(wù)的確認(rèn)對用戶工作的最佳環(huán)境進(jìn)行識別，并在此基礎(chǔ)上對更為有效的數(shù)據(jù)速率以及調(diào)制方案進(jìn)行設(shè)定，以此對用戶的qos需求進(jìn)行滿足。對于這部分技術(shù)來說，其僅僅是認(rèn)知無線電功能中非常小的一部分，能夠按照漸進(jìn)方式擴(kuò)展到無線電全部性能。
認(rèn)知無線電技術(shù)是現(xiàn)今非常熱門的無線技術(shù)類型，據(jù)射頻君所知，下一代的單兵電臺就以及打算采用認(rèn)知無線電+去中心化的方式來實現(xiàn)，高級吧?嘿嘿，所以就目前來說，射頻君還是可以預(yù)見認(rèn)知無線技術(shù)較大的發(fā)展?jié)摿?，有興趣的童鞋們未來可以從鏈路維護(hù)、定價策略以及系統(tǒng)安全等方面進(jìn)行更加深入的研究。