认知无线电和多维度协作通信

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1、认知无线电与多维度的协作通信CognitiveRadioandMulti-DimensionCooperativeCommunications作者杨光Abstract摘要:认知无线电技术已经向“网络与系统”的框架转变，为增强认知能力、降低认知成本，协作手段成为必然。物理层链路技术面临进一步提升性能的“瓶颈”，通过不同网络元素间的多维度协作提高系统整体性能是下一阶段移动通信系统增强的主要途径。在这一过程中，对环境背景信息和用户业务特征的广泛感知是智能化协作与联合资源管理的重要基础。认知无线电与多维度协作通信的结合将成为技术发展的必然趋势。Keywords:关键字:

2、认知无线电；多维度协作通信；协作认知；认知无线网络；联合资源管理Abstract英文摘要:Theviewofcognitionisbeingupgradedfromcognitiveradiotocognitivenetworkandsystem.Thecooperationbecomesapowerfultooltoimprovethecapabilityofcognitionandlowerthecost.Meanwhile,theperformanceofphysicallinktechniquesisclosetothetheoreticallimitat

3、ion.Furthersystemperformanceimprovementshouldrelyonthemulti-dimensioncooper-ationamongdifferententitiesintheentiresystem.Theawarenessofcontextandcharacteristicsofradioenvironmentsandusers’trafficwillbethefoundationofbothcooperativecommunica-tionsandjointradioresourcemanagement.Therefore,

4、thecombinationofcognitiveradioandmulti-dimensioncooperativecommunicationsisexpectedtobethefuturedirectionofmobilecommunications.Keywords:英文关键字:cognitiveradio;multi-dimensioncooperativecommunications;cognitivewirelessnetwork;jointradioresourcemanagement认知无线电和协作通信都是当前理论研究及产业界关注的热点技术。经过1

5、0年的研究，认知无线电技术已经由单纯的“无线电”视角向“网络与系统”的框架转变。而协作通信也在从早期的协作中继向更多维度的广泛协作前进。在技术发展过程中，认知无线电和协作通信的研究者都发现，对方的技术思路与概念对突破自身的技术发展“瓶颈”、提高技术实现效率具有重要参考作用，所以二者的结合将成为技术发展的必然趋势。11从认知无线电到认知无线网络1从认知无线电到认知无线网络认知无线电(CR)的概念最早由瑞典人Mitola博士于20世纪90年代末期提出[1]。自此之后的10年间，认知无线电逐渐成为国际无线通信学术界的研究热点之一。在研究过程中，不同组织和团体对认知无线电

6、也提出了各自的定义。综合不同标准化及工业界组织(如ITU-R、IEEE、SDR论坛)及工业界主要公司(如Intel、Alcatel-Lucent、FranceTelecom等)的定义，可以发现，认知无线电系统应该具备检测、分析、调整、推理、学习等能力。事实上，这些具体功能就是一个认知循环的主要组成部分，这一过程中的主要特征与属性包括：·有意识的。认知无线电系统能够侦测、存储、回忆并传播关于射频环境、地理信息和环境背景的信息。·可调整的。在取得环境信息的基础上，认知无线电系统能够对系统关键参数(如工作频率、功率、调制方式等)进行调整，以适应环境的要求。·自动化的。认

7、知无线电系统无需用户干涉，能够自行做出各种情况的调整。·自适应的。认知无线电系统能够根据用户的行为和选择，调整自身的工作模式与策略，通过推理和学习，更好地适应和满足用户需要。关于认知无线电技术框架[2]的典型描述如图1所示。可以发现，典型的认知无线电技术框架均包含两个主要组成部分：·认知引擎·可重配置的无线收发信机其中，可重配置的无线收发信机是认知无线电系统的基础，通过可重配置特性，实现认知无线电系统中可调整与自动化的特征。在实现可重配置特性的过程中，软件定义无线电(SDR)技术可以发挥重要作用。在SDR系统中，由于无线收发信机的主要组成部分可以通过软件定义，则系

8、统可在同一