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(1)认知无线电定义

        认知无线电的全称Cognitive Radio。 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：

       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。

为实现认知无线电系统，需要解决的关键问题包括频谱感知、终端重配置、资源管理、频谱接入策略等。

•  频谱感知

       认知无线电需要对其所在位置的频谱使用状况进行感知，获取相应的频谱使用信息，如空闲频率位置、带宽、允许的干扰功率、忙闲规律等，以支持系统高层频谱接入策略决策、资源管理等。

•  终端重配置

       认知无线电需要根据不同的信道传输条件，自适应地选择合适的通信协议，有机地选择相应的调制、编码方式，以达到有效的通信，因此认知无线电终端需要具有通信参数、协议可重配的能力。

•  资源管理

       由于频谱使用的动态特性，认知无线电系统需要动态维护可使用的频率资源，保证认知无线电通信系统的通信稳定性，需要相应的频谱资源管理、功率管理、协议管理等。

•  频谱共享策略

       认知无线电基于频谱感知，动态与其他在用无线电系统共享频谱，因此需要设计良好的频谱接入、退出策略，以最大程度保证对在用无线系统造成的干扰在可接受的范围之内。