从软件无线电到认知无线电走向终极无线电——无线通信发展展望

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1、万方数据第1期2008年2月中扁雹；纠譬石可宪隍．管权JournalofCAEITV01．3No．1Feb．2008从软件无线电到认知无线电，走向终极无线电——无线通信发展展望杨小牛(中国电子科技集团公司第36研究所，浙江嘉兴314033)摘要：介绍软件无线电三种基本结构及认知无线电基本概念的基础上，提出了基于电子侦察原理的一种新的认知无线电实现架构及其对应的认知循环过程。同时，针对认知无线电存在的问题，提出了基于盲源分离的认知无线电——终极无线电(ultimateradio)的新概念，并对其实现的

2、可行性进行了初步的分析讨论。关键词：软件无线电；认知无线电；终极无线电中图分类号：TN91文献标识码：A文章编号：1673-5692(2008)01-001-07SoftwareRadio，CognitiveRadioandUltimateRadio·---————AProspectofWirelessCommunicationYANGXiao．niu(The36thResearchInstituteofCETC，ZhejiangJiaxing314033，China)Abstract：Throug

3、hareviewandoutlookofthreebasicstructuresofsoftwareradio(SR)proposedbytheauthorandthefundamentalconceptofCognitiveRadio(CR)，thepaperpresentsanewframeworkofCRanditscorrespondingcognitivecyclebasedontheprincipleofelectronicreconnaissance．Furthermore，faeed

4、withtheexistingproblemsofCR，theauthorputsforwardanewconceptofSR—UltimateRadio(UR)basedonthetheoryofblindsourceseparation(Bss)．ThefeasibilityofrealizingURisalsodis—cussed．Keywords：softwareradio；cognitiveradio；ultimateradio0引言信息化社会发展到今天，人类社会已离不开通信，尤其是无线移

5、动通信(如GSM、CDMA手机)的普及程度在几年前是不可想像的，各种新的通信手段、通信体制的出现为人们的生活、工作带来了极大的便利。随着各种新标准、新协议的不断发布，无线系统制造商和通信服务提供商不得不做出响应，通过系统升级，以保持其技术的先进性，不断为用户提供高质量的通信服务(1G_+2G_+3G—÷4G)。但是，如此反复的重新设计和硬件的不断更新换代，不仅成本高，浪费资源，而且给最终用户也带来诸多不便。所以，无论是服务提供商还是最终用户都越来收稿日期：2007—10—14修订日期：2007—11

6、-15越关注能经得起时间考验的无线通信系统，而不是像现在的系统，随着技术的发展，不断地面临被淘汰、废弃的尴尬境地。软件无线电就是在这样的背景下诞生的、能经得起时间考验的无线通信系统。简单而言，软件无线电是指采用固定不变的硬件平台，通过软件重构(升级)来实现灵活多变的通信体制和通信功能的无线电系统。软件无线电硬件平台的特点是通用化、标准化、模块化，以及对信号波形的广泛适应性；软件无线电的核心是其驻留在DSP和／或FPGA和／或ASIC内部的功能软件，这些软件是可升级、可重构的，以适应不同的技术标准、接

7、口协议和信号波形。近几年，软件无线电在微电子技术的带动下，取得了前所未有的快速发展。无线通信中的另一个重要问题是频谱资源的有万方数据2中目鼋；钾譬墨可宪限学摹&2008年第1期效利用。目前频谱资源管理国际上采用的通用做法是实行授权和非授权频率管理体制，对于授权频段，非授权者不得随意使用。由此带来的问题是，在某些授权频段，频谱利用率很低，而在某些非授权频段，信号又非常地拥挤，导致频谱资源利用极不均衡的现状。为解决频谱资源的有效利用问题，有人又提出了基于软件无线电的认知无线电概念。认知无线电(CR，co

8、gnitiveradio)是一种具有频谱感知能力的智能化软件无线电，它能自动感知周围的电磁环境，寻找“频谱空穴”，并通过通信协议和算法将通信双方的信号参数调整到最佳状态。由此可见，认知无线电不仅具有通信功能，而且还需具备频谱探测能力，具有多功能特征，必须借助于软件无线电来实现。认知无线电已成为目前无线通信领域的一大研究热点。1现代无线电工程的统一方法——软件无线电软件无线电(softwareradio)是JoeMitola于1991年提出的一种无线通信新概念，他指的是