认知无线电

            随着无线通信技术的迅速发展，新的无线通信系统不断涌现，一方面需要分配新的无线频率供使用，然而目前无线频谱基本上已经没有新的频段可供分配，造成频谱资源稀缺局面；而另一方面对目前频谱实际利用率的调查研究表明，整个无线频谱的利用率却十分低下，其平均利用率不到15%,巨大的反差促使各国无线管理部门开始考虑如何更有效的使用无线频谱资源。

            究其原因，目前频谱利用率低下的部分原因在于现有的频谱共享方式为静态共享，即分配一个固定的频段给特定的无线通信系统，其他系统不得使用该频段。静态频谱分配体制带来频谱规划和管理的方便性，然而正如实际调查情况表明其造成了无线频漕资源利用的低效率，鉴于此，动态共享频谱方式作为提高频谱效率的一种有效手段受到了极大的重视。通过研究如何与现有无线通信系统共享频谱而对其不产生干扰能有效地提高现有的频谱利用效率，缓解不断增加的频谱资源分配压力。动态共享频谱主要可以分成如下几种形式：

•不授权频段多系统共享，各系统只要满足相应的功率参数，就可以自由使用该频段，典型的如ISM2.4GHz频段.IEEE802.11与Bluetooth等系统共享该频段。这种共享方式需要设计合理的频谱礼仪、政策等因素，使各系统对公共频谱的共享满足一定的公平性，达到一定的频谱效率。

•授权频段系统允许其他系统共享。这种共享方式允许原授权频段系统开放频谱第二市场,允许其他系统在不影响原系统正常使用情况下机会使用该频段，因此共享系统必须具有实时监测频谱资源状态的能力，从而获得机会共享该频谱。典型的系统如:IEEE802.22WRAN是对电视广播频段的机会共享。

•其他共享方式.如各授权频段系统联合共享、授权频段系统内频谱共享等。

为避免对现有无线通信系统产生干扰，影响其使用，动态频谱共享方式需要智能的无线电系统。J.Mitola等于20世纪末提出通过构造具有认知能力的无线电系统，来达到动态共享频谱的方式成为目前动态频谱共享技术的主流方向。

            认知无线电系统可以视为一个具有感知周围频谱环境、依据环境动态调整传输参数的智能无线电通信系统，如图10.36示意了认知无线电用户从感知一认知一行为的过程：首先接收机通过感知来自外部无线环境的信号，获取频谱状态信息，这些信息一方面被记录在相应的数据库中；另一方面认知用户可以结合存储的历史数据进行学习、推理，以获取如用户行为、频谱空洞的平均时长、信道状态等信息，认知引擎通过决策数据库对相应的感知信息、策略、规则进行统一决策，确定相应发射参数，如调制方式、编码方式、发射功率等参数，接收、发射相应的信息。