认知无线电整合“闲散”频谱

3.无线电知识描述语言(RKRL，RadioKnowledgeRenderingLanguage)

传统的软件无线电无法与网络进行智能交流，原因之一就是没有基于模式的推理能力和描述语言。为此，瑞典皇家科学院专为认知无线电开发了一套语言，也就是无线电知识描述语言(RKRL)，它是一种并行对象语言，通过基于模式的推理对无线规则、系统配置、软件模块、网络传送、用户需求、应用环境等方面进行表示。认知无线电系统通过RKRL语言有效地识别和分配频谱，增强了系统的灵活性和反应能力，能更好地满足用户的需求。

4.自适应的数据传输技术

数据传输技术对于认知无线电实现利用空闲频谱进行通信非常关键。认知无线电可用频谱可能位于很宽的频带范围，并且不连续，因此认知无线电数据传输技术必需能够适应可用频谱的这一特性。目前，研究较多的是采用OFDM技术和基于UWB的方法实现数据传输。在多载波传输技术中，OFDM是最佳选择，基本思想是将可用的频带划分成多个OFDM子载波，进行分配，通过子载波传输数据。

5.功率控制技术

采用认知无线电技术的原则是必须保证对授权用户不造成干扰。因此功率控制是认知无线电系统的关键技术之一。功率控制的功能主要在发送端实现，接收端只需把检测到的信道特征反馈到发送端由发送端通过某些策略来实现功率控制。功率控制相对困难的是多用户的认知无线电系统，在多用户的认知无线电系统中，除了协作机制还具有竞争现象，在给定的网络资源限制下，认知用户可以通过某种形式提高其自身的信道传输性能，也促使其他用户依此工作，从而在无形中增加了系统的发射功率，导致对其他用户的干扰。为此，一般采用信息论和对策论来解决多用户认知无线电系统的功率控制难题。

与UWB结合前景广阔

认知无线电的应用已泛被人类多关注。CR与UWB相结合的技术(CUWB，基于UWB的认知无线电通信技术)被认为是当今多媒体宽带无线通信中最有前途的候选方案之一，因为UWB信号的超带宽不可避免地与现有的窄带无线电业务重叠，因此，UWB与认知无线电技术的结合具有特殊意义，其基本原理主要是利用CR能够感知周围的频谱环境和UWB系统基于软件无线电技术灵活多变的特性，依据感知得到的频谱信息和动态频谱分配策略自适应地构建UWB系统的频谱结构，并生成相应的脉冲波形，达到通信目的。当然，在CUWB技术中存在许多关键技术有待解决，但是CR与UWB结合的思想，为解决超宽带技术难题提供了一种新的办法。CR在WLAN系统中同样有着广泛的用途。基于IEEE802.11b/g/n协议的WLAN系统工作在2.4GHz和5GHz的不需授权的频段上。这个频段可能受到包括蓝牙设备、微波炉、无绳电话以及其他一些微功率发射设备的干扰。CR可通过对频谱的不间断扫描识别出干扰信号，并结合其独有的频谱感知和资源分配技术，自适应地选择最佳的通信信道，进一步增强通信网络的可靠性和安全性。在软件无线电发展的基础上，认知无线电正朝着一种硬件平台标准化和通用化方向发展。目前，IEEE802.22工作组已经正在制定利用空闲电视频段进行宽带无线接入的技术标准。

图2 简单的认知无线电通信流程

认知无线电发展，在促进了无线电通信产业发展的同时，也给无线电管理带来了严峻挑战，对于无线电管理部门而言，要解决的是如何在不限制基于CR的非授权频谱的使用的同时，又能保证正常的无线电通信秩序问题。个人认为这就需要一种全新的频谱管理模式，也就是改变我们的频谱管理思想和频谱管理规则：以频率为中心进行管理向以设备为中心进行管理的转变。我们可以将频谱资源划分为两种类型，一种类型就是严格按照分配来管理的频段，比如说公众网通信等频谱利用率已经很高的频段、军事专用频段等，它不允许有任何非授权使用现象存在；另一种类型在一定程度上可供非授权使用，它包含一些民用的频谱资源利用率较低的频段、开放式频段等，认知设备可不受限制地工作在这种类型的频段上。当然，基于认知无线电的频谱管理思想和管理规则仍在进一步研究中。