认知无线电标准的发展

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1、认知无线电标准的发展1认知无线电的定义1999年，JosephMitolaIII博士首先提出认知无线电的概念，2000年进一步系统地阐述了认知无线电的概念利方袪，并明确给出认知无线电的定义⑴。2003年，美国联邦通信委员会(FCC)给出了认知无线电的狭义定义[2]。从狭义上讲，认知无线电是指能够通过与工作环境交互，改变发射机参数的无线电设备，其主体可能是软件无线电，但既没冇软件也没冇现场可编程的要求。从广义上讲，认知无线电以灵活、科能、可重配置为显著特征,通过感知外界环境,并使用人工科能技术从环境中学习,有H的地实时改变某些操作参数(比如传输功率、载波频率和调制技术等)，使其内部状态适应接

2、收到的无线信号的统计变化，从而实现任何时间、任何地点的高可幕通信以及对异构网络环境有限的无线频谱资源进行高效地利用。从定义上看，认知无线电的主耍出发点就是使无线用户Z间实现频谱资源其享。H前，大多数频段已根据不同应用H的分配给相应的频段使用者(或称授权用户)，利用认知无线电技术实现频谱资源共净是否真的可行？美国FCC的报告⑶指出，当前而临的最主要问题不是频谱资源稀少，而是现冇固定分配方式导致频谱资源没有充分利川。随着认知无线电技术的发展，各标准化组织和行.业联盟也纷纷开展相关的研究，并且开始着手制定认知无线电的标准和协议，以期推动该技术的发展与应用。2认知无线电和关标准的进展情况日前涉及认

3、知无线电标准制订的组织和行业联盟主要是美国电气电子工程师学会(IEEE)、国际电信联盟(ITU)和软件无线电论坛等。2.1IEEE相关标准IEEE对于认知无线电技术的标准化推进工作比较积极，目两正在制订的与认知无线电相关的标准主要包括:IEEE802.22[4]、IEEE802.16h[5].IEEEP1900[6]、IEEE802.11h[7]以及IEEE802.11y[8]等。(1)IEEE802.22标准2004年10月，IEEE正式成立了IEEE802.22工作组，这是第一个世界范围的基于认知无线电技术的空中接口标准化组织。IEEE802.22也被称为无线区域网络(WRAN),系统

4、工作于54MHz~862MHz的VHF/UHF频段上未使用的TV信道，工作模式为点到多点。该工作组目的是利用认知无线电技术将分配给电视广播的VHF/UHF频带用作宽带接入。为了与TV频道的授权用户共存，802.22系统的物理层(PHY层)和媒体接入控制层(MAC层)协议应该允许基站根据感知结杲，动态调整系统的功率或者工作频率，还应包括降噪机制，从而避免对TV频道的授权用户造成干扰。现有的IEEE802.22标准提案对空中接口进行了规范,包括PHY层与MAC层的规范,MAC层和PHY层协议栈对于所有被支持的服务都是相同的。根据IEEE802.22标准提案，PHY层可细分为一个会聚子层和-个物

5、理媒体(PMD)子层，PMD是PHY层的主要部分，而会聚子层能自适应映射MAC层的特定需要到通用的PMD服务，IEEE802.22协议在PHY层上増加了频谱感知功能，通过本地频谱感知技术以及分布式检测等方法，來可靠地感知某时刻、某地区的电视频段中各子信道是否被授权的电视信号(ATSC、DVB-T、DMB-T等制式)占用，以使得认知用户能够在对授权用户系统不造成干扰的情况下接入空闲的屯视频段，充分利用冇限的频谱资源；而MAC层的协议设计不同于以往，除提供媒介接入控制等传统业务能力，还以共存为主耍目的，为与授权用户共存和保护授权用户提供了丰富的手段，并且引入了一个新颖的共存信标悔议(CBP)来

6、使得那些具有重證覆盖区域的802.22棊站可以协作和冇效地分享宝贵的频谱资源。另外，还提供了信道管理和测量功能，这使得MAC层在频谱管理上更加灵活和有效。(1)IEEE802.16h标准1999年，IEEE成立了802.16T.作组专门开发宽带尚定无线技术标准(WiMAX),目标就是要建立一个全球统一的宽带无线接入标那。但是，随着802.16系列规范的不断制订和完善，频谱资源问题成为制约技术发展的关键问题，为此，2004年12月，专门成立了致力于解决共存问题的802.16h工作组，利用认知无线屯技术使802.16系列标准町以在免授权频段获得应用，并降低对其他基于IEEE802.16免授权频

7、段服务用户的干扰。同月，IEEE802.16h工作组公开征集提案，主耍针对802.16h规范涉及的具体方面、新系统対授权用户产生的冲突影响、802.16不同PHY层模式下的共存机制、802.16-2004标准中现有的免授权频段服务支持以及802.16h标准制定的主要目标等。2005年1月，确定了IEEE802.16h标准的具体涉及内容，其主耍思路是在IEEE802.16制定的QoS要求F，让多个系统共用资源。忖前公布的锻