认知无线电的发展与实践

认知无线电的发展与实践

作者：周素芬

来源：《山东工业技术》2015年第05期

摘 要：无线电技术是一种科技智能的表现形式，其在自主寻找以及使用空闲频道资源能力中发挥着突出的实际作用。在当今时代背景之下，认知无线电已经作为一种满足人们日常生活通信的一种切实可行的有效措施。不过由于我国无线电技术的发展起步较晚，同时还因为西方国家无线电技术的封锁，导致了我国无线电技术的发展当中困难问题重重不断，严重阻碍着我国无线电事业的发展，因而笔者就当前的发展困境，在本文当中对无线电发展的实践和探索进行了基本原理的分析，同时就无线电当中的射频、数据传输、频谱反之等一些重要的关键性技术进行了大量的资料研究和实力佐证，同时笔者就我国当前良好的发展环境下，无线电技术的应用会在我国产生怎样的效果进行了大胆预测，在此提出分享。 关键词：无线电认知；无线电发展与实践；探索研究 0 前言

随着我国信息技术的不断发展和突破，人们在日常生活当中的通讯方式不断的发生变换和改变，促使着人们对于通信技术需求的不断突破，同时为了适应时代发展的需要，国家无线电通信系统建设中的投资不断扩大，从而把我国的无线技术当中的频谱资源越加丰富起来，在此大环境之中，人们的日常生活就越加与无线电技术变得紧密相关起来。不过这种紧密的关系虽然在很大程度上促进了我国无线电技术的发展，但同样的也对我国的无线电技术发展产生了一定的制约作用，即无线电频谱资源问题日益突出，同时我国就已经划分而出的无线电频谱资源或多或少的都存在闲置，导致资源分配发面出现问题，发挥不出实际资源的有效功能，因而，我国研究者就当前我国的无线电使用实际情况，提出了一种认知无线技术（CR），这种技术在时间和空间之中对于频谱资源的把控运用，在一定程度上优化了我国的无线电当中频谱资源的有效分配和利用，不过这项技术的运用过程中同样有许多阻碍，不过笔者相信随着时代发展脚步的不断前行，这项技术的应用会在不断的改进和优化之中实现普及。 1 浅析无线电基本原理 1.1 无线电基本原理及概念特征

无线电的CR技术的提出是上世纪末由Joseph Mitola博士提出的一种更为先进的无线电应用模式，在进行CR技术工作基本呢原理的阐述过程当中，很多不同领域的学者就对CR无线电技术理论的丰盈做出了重大贡献。作为一种新型的智能化无线电应用模式，其在频谱感知以及智能程度上所发挥而出的实际效用是非常令人满意的，此种先进技术的提出，对无线电应用领域而言可谓是一次革命性的突破，所带来的有利影响不仅仅是体现在资源的优化分配利用，同时体现在无线电技术应用的可靠性被社会所认可。综上所述，笔者认为先进的CR无线技术

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所能够具备的两大特称为：认知能力以及重构能力，下文笔者就对此两种能力进行逐一分析说明。（1）认知能力：根据图1所示，CR无线电技术的工作运行当中，频谱对于无线环境以及得来数据的使用分析、判决上所呈现而出的是一种较为明朗的工作模式。其中频谱感知对于无线电当中频谱的检测功能，很大程度上减少了频谱的闲置，提高了资源的利用率，同时频谱信号在进行传输反馈的过程当中，对于不同用户的应用频谱能过自动的判决，从而为用户提供最为设和的频段传输。（2）重构能力：CR技术领域之内对于无线电环境的动态编程，使得CR技术在进行收发传输过程当中可以更加的智能化。其能够较为完善的重构环节为：工作当中的频率、调制的方式以及发射功率和通信协议，当然重构的功能不是简单的重新构成，其对于用户使用无线电频段是防止干扰时所进行的有效的调制方案，发挥出的实际效果同样是不同轻视的。

2 如何理解无线电物理层的核心技术

如图2所示，我们可以清楚的发现CR无线电系统当中的核心物理层技术中对于宽带射频前端技术以及频谱感知技术和数据传输技术都是包含在内的，同样笔者就下文对这三种技术进行逐一的分析说明。 2.1 宽带射频前端技术

在宽带射频前端技术中，CR无线电系统就频谱的感知能力和进行了扩大，该无线电在宽带射频前端技术的运作过程当中，其工作原理是，通过无线电对信号的放大，然后通过无线电设备之中的混频和A/D转换之后进行一种处理过程，在此过程给当中，其每一个环节所发挥而出的效用都不相同，同时各个环节之间的效果叠加利用，最终才实现了CR无线电系统中的宽带射频前端技术。其中在工作是对于与信号的接受选择是由射频滤器来完成，而信号的降噪处理都是通过LNA来实现，而信号的转换过程是相对比较复杂的，要经过三个系统联合控制才能最终完成，即通过锁相环、压控振荡器、混频器联合控制，CR无线电系统分工的明确性，致使其在进行信号的传输时是比较稳定的。不过CR宽带射频前端技术的应用在实际过程当中其实还存在着一些问题，因此在实际安装使用过程当中，工作人员可以选择高赫兹的转换器来解决信号检测能力不足的难题，或者是采用一些相匹配的自动化无线电技术。

我们讲CR无线技术应用的前提条件就是频谱感知的技术应用。如今我们现有的频谱感知技术，往往是通过单节点感知来实现的无线射频环境进行的标示过程，或者是协同感知的工作模式。在单节点感知技术的应用当中，其在匹配滤波以及能量的检测和周期特性检测当中所能起到的作用相对而言是比较明显的，比较两者优缺点可以发现，频谱感知在单节点感知下，对于信号采集和传输出现的种种问题都表明这种方式的弊端严重这月这他的应用，因此在此基础之上研究者提出了一种较为优越的协同感知，来保证频谱感知的稳定性及可靠性。 2.2 数据传输技术

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CR中的数据传输技术应用对整体无线电系统的优化实现是直观中的，同时也是确保无线电系统在工作当中质量和效率的一大保证。但是受CR技术所限，在进行数据传输技术的搭建上面必须要有一套与之能够遥相呼应的技术措施。就CR无线技术的应用发展而言，当今世界上为保证CR无线电传输大致可以归类为这两类基本解决渠道：多载波或基带信号发射波形技术及设计。多载波技术对于信息传输一般是通过正交频分复用来实现的。 3 无线电技术发展现状与未来发展趋势

就我国目前的无线电技术应用来讲，各行各业在无线电技术应用中都存在着一定需求，因而促使了许许多多研究学者去对我国的无线电技术发展和应用做出探索和研究，在此前提之下，研究者们提出了各种不同的发展方式，使得我国的无线电技术应用不断的在进行这完善。从世界角度出发，无线电技术的应用的基本理论、数据传输、频谱感知等无线电领域内的发展中，所取得的成果是非常显著的，目前研究者们提出了一种名为IEEE技术研究活动，此种活动的开展对于无线电的普及应用而言有着明显的助推作用。结合上文所述笔者就无线电的发扎趋势进行了大胆预测。无线电技术理论的发展和应用会向着整合优化的道路前行，无线电的技术试验会被广泛应用，无线电系统趋向融合，虽然目前人们的通信需求与无线电技术的应用还存在差异，不过两者之间的矛盾并不排斥，而这两种矛盾会成为无线电技术发展应用当中的一剂催化剂也未尝不可，根据资料表明已经有一批有识之士在进行着无线电系统的整合研究，因此笔者就以上所列举而出的资料大胆推测无线电技术未来发展的趋势就是整合优化。 4 结束语

无线电发展的认知和实践探索，对于满足人们的通信需求以及帮助无线电频谱资源的合理优化利用都发挥着一定程度的作用。同时随着我国的无线电技术应用逐渐的成熟化，在不久的未来之中，无线电技术的肯定是会被普及在我国各个行业领域之内的，因为无限电所带来的通信优势对我国发展的推动作用是必须把握住的，因此我国近年来在对无线电技术的研究和投资不断扩大。 参考文献：

[1]王军，李少谦.认知无线电：原理、技术与发展趋势[J].中兴通讯技术，2012. [2]张小飞.基于无线电监测技术的认知无线电频谱检测研究[J].通信技术，2010. [3]陶志福.射频技术课程中信号完整性的实践教学[J].动动画世界·教育技术研究，2012. 作者简介：周素芬（1960—），女，北京人，本科，高级工程师，研究方向：无线电发射技术。

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