探讨认知无线电中频谱感知技术的运用

魏宜平

（国家新闻出版广电总局二〇二二电台 新疆喀什市 844000）

探讨认知无线电中频谱感知技术的运用

魏宜平

（国家新闻出版广电总局二〇二二电台 新疆喀什市 844000）

随着我国信息技术的不断发展，对频谱资源有着更多的需求。但通信用户的增多，使频谱资源相对较少，难以满足用户的实际需求，所以，加强频谱感知技术的研究具有必要性。频谱感知技术是认知无线电的重要组成部分，加强该技术的应用，能够在一定程度上推动着认知无线电的发展。本文主要对频谱感知技术和认知无线电中频谱感知方法进行分析，并提出该项技术在认知无线电中的具体应用。

认知无线电；频谱感知技术；应用

前言

现阶段，信息技术的发展，为人们社会生活提供便利，同时使频谱资源相对较为紧张。认知无线电技术的发展，使人们对其的重视度不断提升。频谱资源的分配不够合理，部分资源相对较为紧张，部分资源比较闲置，其利用率大大降低。基于认知无线电的频谱感知技术，能够对频谱资源进行感知，并对其加以合理应用，既能避免对用户造成不必要的干扰影响，又能提高频谱资源的使用效率，为人们提供稳定的通信条件。

1 频谱感知技术

所谓频谱感知技术，即相关人员对授权用户信号的检测，能够为通信部门工作人员提供有力的工作依据。随着通信技术的发展，为用户提供便利，但也加剧频谱资源使用的紧张度。通过频谱感知技术，能够对频谱资源进行感知。

认知无线电中频谱感知方法主要有两种：①基于单节点检测方法；②多节点的协作检测技术。①基于单节点检测方法，主要针对单个认知无线电接收的信号进行检测，并明确相关频率使用状态。②基于多节点的协作频谱检测方法，能够对多个节点的频谱进行感知和形成检测结果，并对相关信息内容进行合并，可以使多个用户之间保持相互通信的沟通与联系，提高检测的概率。

单节点频谱检测中包含诸多内容，都是对目标频段中是否存在主用户信号的问题加以检测，对我国通信行业的可持续发展提供积极的借鉴作用。①匹配滤波器的检测。基于该检测方式，能够将接收的信号信噪比最大化，为相关人员提供有力的工作依据。该检测方式比较常用，能够在短期内实现经济效益的最大化。所以，在通信信号、雷达信号等频谱检测中，应用该检测方式的相对较多，能够快速对不相干的信号进行检测，避免受不良信号的影响。但是，相关人员要利用该方式开展检测工作时，应确定先验信息，并对同步相干信号加以调解，更适用于特定信号的检测中。②能量检测。该检测方式可以通过接收信号的能量进行信号判断，其检测方式较为简单，属于非相干检测。在检测过程中，主用户信号能够进行相应的转换，傅里叶将其数据信息内容进行时间平均，求得能量值，为相关工作人员提供有效的检测结果。③周期特性检测方式有一定程度的应用。在认知无线电中，人工周期信号发挥着主要的调制性作用，因而使信号呈现周期性的特征，所以相关人员可以对周期性的信号加以检测[1]。

协作频谱检测方法应用相对较多，但在实际检测工作中，可能存在诸多缺陷，进而对检测工作产生不良影响。所以，在开展检测工作之前，相关人员应对各用户之间的通信关系加以了解，为提高检测结果精确性创造良好条件。基于该检测方法的频谱感知技术，可以通过分布式和中心式协作检测而实现，前者是对局部节点进行信息感知和分析，后者是将各节点的感知信息传送至中心基站，并对全部感知信息加以融合，形成结果。在协作频谱感知检测方法的作用下，不仅确保检测结果的精准性，而且可能消除诸多隐患问题[2]。

2 频谱感知技术在认知无线电中的应用

2.1 应用于UWB中

在认知无线电中有效应用频谱感知技术，能够提高频谱的使用效率，且相关人员可以对频谱资源加以灵活调度。CuWB是智能无线系统，集CR和UWB技术的优势于一体，能够充分发挥其积极作用。频谱感知技术在其中的应用，可以对频谱密度、波形等内容加以了解和掌握，为实现系统的智能化奠定良好的条件。在认知无线电中，频谱感知技术能够通过CR对周围的频谱环境加以感知，进而将UWB系统的优势得以展现，有利于提高无线电技术水平。在智能无线系统中，频谱感知技术获取的相关数据信息，能够进行有效的排列，进行构建有效的UWB结构，形成脉冲波形，可以对相关通信信息进行发射与接收，在一定程度上能够增强认知无线电的技术水平[3]。

2.2 应用于Mesh网中

Mesh网是网络拓扑结构，具有多个节点，可以实现双向通信，有利于用户之间的相互沟通与交流。在网络拓扑结构中，多个用户之间可以进行有效的通信，实现一个节点与一个或多个节点相联系。随着我国通信技术的快速发展，为人类社会生活提供诸多便利，而通信用户的逐渐增多，对通信技术水平有着更高的要求，通信企业为满足更多通信用户的实际需求，必须进一步加强Mesh网建构。频谱资源是认知无线电的重要资源组成部分，其资源的合理分配和调度，能够进一步提升我国通信技术水平和频谱利用率，为人们创造可靠的通信环境。将频谱感知技术广泛应用于Mesh网中，可以使通信技术有效应用于人口稠密的城市中。无线宽带的接入，是通信技术持续发展的关键，在频谱感知技术的作用下，Mesh网与认知无线电技术能够得以有机融合，不仅提高频谱资源的利用率，而且提升我国通信网络的效率[4]。

3 结论

近年来，认知无线电技术逐渐发展，为人们生活带来诸多便利，但该领域未能得到充分开发，因而许多专家学者对该技术的研究逐渐增多，以期拓展认知无线电技术的发展空间。频谱感知技术在认知无线电中的应用，能够为人们提供更为充足的频谱资源，有力的推动着人类社会的发展与进步。但是，频谱感知技术在认知无线电技术中的应用空间仍然相对较大，亟需得到相关人员的大力研究，以充分发挥频谱感知技术的积极作用。

[1]王海涛，江瑾尧.认知无线电网络中的频谱感知技术及面临的挑战[J].数据通信，2010，02：20～24.

[2]郭云玮，刘全，高俊.认知无线电中频谱感知技术的研究进展[J].中兴通讯技术，2010，06：39～43.

[3]于焦龙.认知无线电中的频谱感知技术探究[J].中山大学研究生学刊（自然科学·医学版），2013，04：27～41.

[4]闫琦，杨家玮，张雯.认知无线电中基于截断序贯检测的频谱感知技术[J].电子与信息学报，2011，07：1532～1536.

TN92

A

1004-7344（2016）14-0269-01

2016-4-29

魏宜平（1977-），男，四川人，工程师，本科，毕业于新疆大学，计算机通信专业，从事设备维护和技术改造工作。