无线通信领域的新技术——感知无线电
李忠孝
无线电通信频谱是一种宝贵的资源，伴随着无线通信业务量和新技术的快速发展，频谱资源日趋紧张。

如何开放频谱和提高频谱利用率对频谱管理提出了严峻的挑战。

感知无线电技术在这种情况下应运而生。

感知无线电（CR：Cognitive Radio）提供了一种依伺机接入方式共享和利用频谱的手段，它可以有效地解决这两个问题。

感知无线电是一种无线电系统，它能够自动地检测周围的环境情况，智能地调整系统的参数以适应环境的变化，在不对授权用户造成干扰的条件下从空间、频率、时间等多维地利用空闲频谱资源进行通信。

它区别于其他传统无线电系统的主要特点是：1）对环境情况的感知能力；2）对环境变化的自适应性；3）系统功能模块的可重构性；4）自主地工作和运行等。

感知无线电是一种用于提高无线电通信频谱利用率的智能技术。

具有认知功能的无线通信设备可以感知周围的环境，再利用已经分配给授权用户，但在某一特定的时刻和环境下并没有被占用的频带，即动态利用“频谱空穴”；并能够根据输入激励的变化实时地调整其传输参数，在有限信号空间中以最优的方式有效地传送信息，以实现无论何时何地都能保证通信的高可靠性和无线频谱利用的高效性。

感知无线电的一个认知周期包涵三个基本过程：感知频谱环境；信道识别；功率控制和频谱管理。

其中，感知频谱环境是感知无线电的最显著特征，能够感知并分析特定区域的频段，找出适合通信的频谱空穴，即频谱空穴的检测和选择。

根据不同的感知灵敏度和感知速度，频谱检测的方法有匹配滤波器、能量检测、循环平稳特征检测、协同检测等。

感知无线电技术是无线电发展的一个新里程碑，其应用会带来历史性的变革。

对于频谱管制者而言，该技术可以大大提高可用频谱数量，提高频谱利用率，有效利用资源；对于频谱持有者而言，利用该技术可以在不受干扰的前提下开发二级频谱市场，在相同频段上提供不同的服务；对设备厂商而言，该技术可以带来更多的机会，具备感知无线电功能的设备将更具竞争力；对终端用户而言，可以带来更多带宽，在感知无线电技术成熟后，用户可以享受到单个无线电终端接入多种无线网络的优势；在军事通信方面，根据感知无线电的特点可以“见缝插针”地利用空闲频谱通信，提高通信的可靠性和对抗能力。

因此，感知无线电技术必将是未来无线通信的一个重要发展方向，为无线电资源管理和无线接入市场带来新的发展契机和动力。

目前，CR的发展还处于初级阶段，各项理论和技术处于研究和探索之中，但它已得到了各界的关注，很多著名学者和机构投入到它的研究中。

启动了很多针对此的研究项目，最引人注目的是IEEE802.22工作组。

该工作组制定了利用空闲电视频段进行宽带无线接入的技术标准，这是第一个引入感知无线电概念的IEEE技术标准化活动。