认知无线电

认知无线电(英语:Cognitive radio),又称感知无线电,是一种通信技术。认知无线电是利用频谱间的空隙,即频谱空洞(Spectrum Holes)进行动态频谱接入(Dynamic Spectrum Access)与传输,以达到在拥挤频谱空间进行讯息传输,提高频谱空间利用率的技术。

历史

认知无线电是由美国学者约瑟夫·米托拉(Joseph Mitora)在西元1999年提出的[1]。由于不断增加的无线电设备,以及人类可用的频段是有限的,科学家开始寻找解决频谱不足的办法。感知无线电就是一种解决方法:当某一无线电设备在不传输的时候(比如有些广播电台在半夜会停播),具有感知无线电技术的装置可以检测到这一可用的频段,并且利用它去传输自己的信息。

IEEE 802.22是第一个基于认知无线电建立的通讯标准[2],其他例子包含IEEE P1900.4等。现今许多通讯技术是从感知无线电的相关研究中产生的,最常见例子包括了频谱感知载波聚合等。而动态频谱接入的概念,在最新的通讯技术研究中,仍是一个解决频谱不足问题的重要方向。

运作

感知无线电的工作分为两大阶段,第一阶段是感知,此时感知无线电利用能量检测感知(Energy Detection Scheme)、循环平稳感知(Cyclostationary Scheme)、匹配滤波感知(Matching Filter)或其他方式去检测可用的频段。

在第二阶段时,感知无线电利用检测到的可用频段去传输自己的信息。要留意的是,检测到的可用频段可能是其他无线电设备的频段,只不过那个无线电设备当时不在进行信号传输。所以在传输一定时间之后,为了避免干扰到其他无线电设备,感知无线电必须重新检测可用频段。

参考文献

  1. ^ J. Mitola and G. Q. Maguire, “Cognitive radio: Making software radios more personal,” IEEE Pers. Commun., vol. 6, no. 4, pp. 13–18, Aug. 1999.
  2. ^ Y. -C. Liang, K. -C. Chen, G. Y. Li and P. Mahonen, "Cognitive radio networking and communications: an overview," in IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 60, no. 7, pp. 3386-3407, Sept. 2011, doi: 10.1109/TVT.2011.2158673