王 志



浅谈认知无线电技术对未来移动通信产业的影响

王 志

海华电子企业（中国）有限公司，广东 广州 510656

随着各种无线通信新技术和应用不断出现，频谱资源变得越来越紧张，使用认知无线电技术将实现频率资源的动态使用，有效解决目前严重的频谱资源紧张问题，提高无线电频谱的使用效率。认知无线电技术越来越受到全球广泛的关注，世界各国均开始研究应用认知无线电技术解决频谱使用紧张问题。因此，简要分析了认知无线电技术的特点、发展趋势和对全球通信行业的影响。

认知无线电；频谱资源；移动通信

在城市化发展的进程中，我国的信息化建设也取得了较大的进展，这为各项事业的发展提供了一个比较环境。尤其是无线电技术的应用及发展对于交通、科研、军事等方面起到了较大的推动作用，我们生活中常见的导航设备、手机及无线Wi-Fi功能等都是通过该技术实现的。因此，全面的进行该技术的了解，将其更加科学的运用到人们的生活中是非常必要的，就目前的发展形势而言，认知无线电技术将在未来的多媒体移动通信中依旧占据着重要的位置[1]。

1 认知无线电技术及特点

无线电在我国的发展是比较久的，它是相对于有线电技术而言的，它的发现和应用极大的改变了传统的信号传输模式，实现了不同地域之间的信息传输，这表明了我国在信息技术方面的极大突破。认知无线电技术是在上个世纪由一位国外的科研学者提出来的，他认为认知无线电的智能化设备可以感应到外部的环境并做出一些判断，通过一些数据的反馈实现自我调整，从而实现优化信息传播路径的选择，这也是认知无线电的特点之一[2]。

2 认知无线电技术在未来多媒体移动通信中的应用——4G通信技术

2.1 4G通信技术介绍

4G的传输能力非常强大，通过对庞大数据的高速传输，极大加快宽带网络的速度，为人们提供更丰富的多媒体服务。可以预知在4G网络普及后，人类的生活方式和沟通方式将会发生重大的变化，甚至会在一定程度上促进社会生产的变革。2012年的世界无线电通信大会出台了4G标准，但4G技术仍处于研发阶段，离真正实现还有很长的路要走。

2.2 4G通信的关键技术

4G通信中的关键技术主要包括以下几个方面：首先，正交频分复用（OFDM）技术。这是4G通信的核心技术，其功能是将一定量的串行数据流分解成一些并行数据流，然后集中输出。4G通信的编码过程使用了更高级的编码方案及更先进的接收技术；调制技术则采用了多载波调制，这样能保证在任何条件下系统都有较高的编解码性能；第三，软件无线电技术。即在4G通信中采用数字信号处理技术，在可编程控制的通用硬件平台上，利用软件来定义实现无线电台的各部分功能；第四，智能天线技术。原理来自于自适应天线技术，在4G网络中采用智能天线技术的目的是实现对移动信号的充分利用，增强系统信号的抗干扰能力，在改善信号质量的同时增大传输容量。

2.3 4G通信技术的优势

4G通信技术的优势主要体现在以下几个方面：在3G通信的基础上极大的提高了传播速度，同时接收到的信号质量也是比较高的，通过使用智能手机可以实现流畅的观看视频、新闻资讯。在智能手机的不断更新下，未来的通讯工具的各项功能想必是更加的智能和人性化的，这些目前我们无法进行具体的预测，只能等到4G通信技术的全面实现之后我们才能更加直观的感受到它的魅力和实用性能。

2.4 4G通信技术的发展机遇及挑战

在信息化的影响下，人们对于信息量的需求和快捷提出了更高的要求，并且在智能手机的推广和功能上的不断增加，都为4G通信技术提供了较为有利的环境。在这样强有力的技术支持和广大的市场需求的刺激下，这种通信技术将会是未来多媒体移动通信的必然趋势和强劲动力。但是，目前关于4G通信的相关技术仍然有待提高和深入研究，并且相关软件的开发没有跟上该技术的发展，而且基础设备的更新涉及到的资金问题都在一定程度上减缓了它的发展步伐，需要将这些难题逐个的进行排除，才能确保该技术的又好又快的发展。

3 认知无线电技术将影响现有移动通信行业的运作模式

认知无线电的核心思想就是使无线通信设备具有发现“频谱空穴”，并合理利用所发现“频谱空穴”的能力，将其运用于无线通信中，会对现有移动通信行业产生深远的影响。

（1）便于多种网络技术协同运作，提升运营商业务服务质量，降低建网前期投入成本。未来对于拥有多种技术制式网络的移动运营商来说，可以使用认知无线电技术和软件无线电技术使用户在不同网络之间进行切换。例如，当用户在使用2G移动网络进行通信时，由于网络覆盖有限或网络繁忙，用户可通过认知无线电技术进行频谱检测，当检测到支持3G或WiMAX等技术的网络频谱可用时，用户会自动切换到该可用频谱，同时，通过软件无线电改变当前的网络制式，保障通信业务的正常运作，使用户平滑过渡到新的频谱和新的网络中，实现真正意义上的无缝切换。

（2）最大限度利用运营商所持有频谱的能力，提高频谱使用效率和用户吞吐量对于频谱管制者而言，认知无线电技术可以大大提高可用频谱数量和频谱利用率，有效利用资源；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技术的服务。同时，在移动蜂窝网通信中，当遇到小区忙时，应用CR技术自动检测并进行自我调节，最大限度利用运营商所持有频谱的能力，提高小区内用户的吞吐量。

（3）使更多的企业进入移动通信领域，加剧移动通信市场竞争，对电信监管带来新的挑战网络开放成为未来无线通信必然的发展趋势，随着无线电频率资源的日趋紧张，很多想进入该领域的企业苦于无可用的频率资源。通过认知无线电技术，未来将有更多的第三方服务提供商和虚拟运营商进入移动领域，为用户提供价格低廉的通信服务。这势必会加剧移动通信市场的竞争程度，但如何对这些新进入者进行有效的监管也成为电信监管机构必须面对的挑战。

（4）对现有移动通信网络的维护和管理带来新的挑战认知无线电技术引入现有的移动通信网，在提升网络容量和覆盖能力的同时，也使网络维护的负担加大。由于应用认知无线电技术后，认知移动用户可能会频繁地切换使用频率，使得网络控制系统的处理工作量加大，因此对网络的维护和管理将带来新的挑战。

4 结语

未来移动通信的一个重要发展趋势就是宽带多媒体通信，限制它的主要原因就是频谱资源的紧张以及频谱分配方式缺乏灵活性，远远不能满足需要。软件无线电是公认的未来发展方向，其特殊扩展认知无线电可以应用频谱统筹的技术有效地利用有限的频谱资源，实现灵活的资源配置和工作模式的调整。可以预见，认知无线电具有广阔的发展空间。

[1]杨浏.基于认知无线电技术及其运用研究[J].现代电子技术，2011（9）：12.

[2]封彬.浅析认知无线电在新媒体环境中的应用[J].中国无线电，2012（12）:36.

The Influence of Cognitive Radio Technology on Future Mobile Communication Industry

Wang Zhi

HaiHua Electronics Enterprise（China）Corporation, Guangdong Guangzhou 510656

With the emergence of new technologies and applications of wireless communication, spectrum resources become more and more tense, the use of cognitive radio technology will achieve the dynamic use of frequency resources, effectively solve the current serious spectrum resource constraints, improve the radio spectrum The use of efficiency.Cognitive radio technology has attracted more and more attention from around the world.Countries around the world have begun to study the application of cognitive radio technology to solve the problem of spectrum use.This paper briefly analyzes the characteristics of cognitive radio technology, the development trend and the impact on the global communications industry.

cognitive radio; spectrum resource; mobile communication

TN92；F623

A

1009-6434（2017）04-0016-02