吕 培,赵杭生,张建照

(1.国防科技大学 第六十三研究所,南京 210007；2.南京邮电大学 通信与信息工程学院,南京 210003)

0 引 言

随着5G网络的大规模部署,频谱资源愈发稀缺。据欧盟的调查显示,如果将数十亿的终端设备通过无线连接接入5G网络,将需要76 GHz的频谱资源,而如果采用频谱共享技术[1-2],这一数值将缩减到19 GHz。频谱共享就是频谱资源使用权发生了临时性的转移或交换,如频谱使用权由主用户(Primary User,PU)临时转移到次用户(Secondary User,SU)。具体来说,主用户对频谱有着优先使用权,次用户在主用户未使用频谱的情况下,“租用”主用户的频谱[3]。频谱共享(Spectrum Sharing,SS)是解决海量频谱资源需求与频谱资源受限的重要技术手段[4],而频谱感知是实现频谱共享的重要前提。在现实场景中,一方面,由于无线通信过程中的衰落和阴影效应,单用户的感知结果是不可靠的；另一方面,单用户感知会受限于感知范围,降低了频谱数据在空域上的覆盖率；再者,单用户易于遭受恶意攻击致使感知任务的失败。因此,解决单用户感知的可靠性和有效性问题,是频谱共享走向实际应用亟待解决的关键。此外,实现频谱共享还需要知悉频谱交易(即主用户出租频谱,次用户租用频谱)的“账本”,这个“账本”就是区块链[5]。

群智感知[6](Crowd Sensing,CS)可为实时了解频谱使用情况提供基础数据。群智感知是一种基于智能设备(例如手机)的感知能力的新型感知方式[7]。随着智能设备的日益普及,我们可以通过智能设备从周围环境中获取原始数据,加以提炼后生成可利用的信息(如频谱信息)[8]。……