认知无线电到软件无线电

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【摘要】认知无线电（Cognitive Radio，CR）技术进一步扩展了软件无线电（SDR）的功能，成为解决频谱资源匮乏问题的有效方法。基于认知无线电在无线通信中的重要作用，介绍了认知无线电的概念，概述了认知无线电在民用和军用领域的应用情况，讨论了认知无线电涉及的关键技术，指出了开展认知无线电技术研究的重要意义。

【关键词】认知无线电;软件无线电

软件无线电（softvaie radio）是JoeMitola于1991年提出的一种无线通信新概念，他指的是一种可重新编程或者可重构的无线电系统，意思是说，无线电在其系统硬件无需变更的情况下，可以在不同的时候根据需要通过软件加载来完成不同的功能。软件无线电概念虽然是从通信领域提出的，但这一概念一经提出就得到了包括通信、雷达、电子战、导航、测控、卫星载荷及民用广播电视等整个无线电工程领域的广泛关注，已成为无线电工程领域具有广泛适用性的现代方法。经过近20年的推广和全世界范围的深入研究，软件无线电概念不仅得到了普遍认可，而且已获得广泛应用;尤其是近几年，软件无线电的发展势头更猛，已触动到无线电工程的每一个角落。都是以软件无线电概念进行设计、开发的适应未来导航技术的发展需要。可以这样说，软件无线电的思想已对现代无线电工程的设计和开发产生重大影响。

在需求牵引和技术推动下，认知无线电技术应运而生。认知无线电（Cognitive Radio， CR）[3～6]W概念最早由瑞典Joseph Mitola博士于1999年提出，是对软件无线电（Software Defined Radio，SDR）功能的进一步扩展。JosephM itola博士提出认知无线电的概念，最初的主要目的是想解决频谱资源的有效利用问题。认知无线电可以感知周围电磁环境，通过无线电知识描述语言（RKRL）与通信网络进行智能交流，并实时调整传输参数（通信频率、发射功率、调制方式、编码体制等），使通信系统的无线电参数不仅与规则相适应，而且能与环境相匹配，以达到无论何时何地都能达到通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。也就是说，SDR关注的是采用软件方式实现无线电系统信号的处理;而CR强调的是无线系统能够感知操作环境的变化，并据此调整系统工作参数，实现最佳适配。从这个意义上讲，CR是更高层的概念，不仅包括信号处理，还包括根据相应的任务、政策、规则和目标进行推理和规划的高层活动。所以，认知无线电是智能化的软件无线电。作为一种更智能的频谱共享技术，CR是具有频谱感知能力的智能化软件无线电，理论上允许在时间、频率以及空间上进行多维的频谱复用，从而大大降低频谱和带宽限制对无线技术发展的束缚，因此，这一技术被预言为未来最热门的无线技术。

简单而论，认知无线电实际上是把软件无线电与频谱监视和管理有效地结合在一起。认知无线电可以对周围的电磁环境进行扫描监视，确定频谱利用状况，选取最佳的工作体制和参数，最终建立起可靠的通信链路。从电子侦察的角度来看，认知无线电实际上就是把软件无线电与通信侦察有机地结合在一起。在认知无线电发射一方，通过对周围电磁环境的自主侦察、分析，选择最佳频段或最佳信道（无干扰或干扰电平在允许范围内）主动向接收方发送通信链路建立信号;在认知无线电的接收一方，自动截获联络信号，并对其进行分析识别和解码，一旦信号格式匹配就立即建立起通信链路，实现通信。

经过十几年的努力，软件无线电得到了快速的发展。但是，软件无线电的概念也是逐步被认识、被理解的。提出软件无线电概念的重大意义在于，它使人们的设计思路从以硬件为核心转向以软件为核心，这一设计理念已不知不觉地被现代无线电工程的各个领域所广泛接受。认知无线电又是在软件无线电的基础上提出的智能化的无线通信技术，它着力解决频谱资源的有效利用问题;认知无线电概念的提出将对现行的频谱管理体制提出挑战，并给无线通信带来新的发展空间，同时也将有力促进软件无线电的更快发展。

认知无线电可以感知周围电磁环境，通过无线电知识描述语言（RKRL）与通信网络进行智能交流，并实时调整参数（通信频率、发送功率、调制方式、编码体制等），使通信系统的无线电参数不仅与规则相适应，而且能与环境相匹配，以达到无论何时何地都能保持通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。对于传统的模拟无线电系统，其射频部分、上/下变频、滤波及基带处理全部采用模拟方式，对整个系统频带进行采样，即从中频（甚至射频）开始就进行数字化处理，这是软件无线电的一个突出特点。而认知无线电是建立在软件无线电的基础之上，采用了随时变化的通信协议技术，同时增加了一个新的元素――依靠人工智能的支持，感知其所在的环境及其所处位置，并在此基础上改变其功率、频率、调制以及其它参数，以求更高的

经过十几年的努力，软件无线电得到了快速的发展。提出软件无线电概念的重大意义在于，它使人们的设计思路从以硬件为核心转向以软件为核心，这一设计理念已不知不觉地被现代无线电工程的各个领域所广泛接受。认知无线电是在软件无线电的基础上提出的智能化无线通信技术，它展现了一种全新的频谱管理模式，并将自身与外部环境智能匹配，它着力解决频谱资源的有效利用问题;认知无线电概念的提出将对现行的频谱管理体制提出挑战，并给无线通信带来新的发展空间，同时也将有力促进软件无线电的更快发展。

参考文献

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