淺談?wù)J知無線電技術(shù)對未來移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的影響

王 志

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淺談?wù)J知無線電技術(shù)對未來移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)的影響

王 志

海華電子企業(yè)（中國）有限公司，廣東 廣州 510656

隨著各種無線通信新技術(shù)和應(yīng)用不斷出現(xiàn)，頻譜資源變得越來越緊張，使用認(rèn)知無線電技術(shù)將實(shí)現(xiàn)頻率資源的動(dòng)態(tài)使用，有效解決目前嚴(yán)重的頻譜資源緊張問題，提高無線電頻譜的使用效率。認(rèn)知無線電技術(shù)越來越受到全球廣泛的關(guān)注，世界各國均開始研究應(yīng)用認(rèn)知無線電技術(shù)解決頻譜使用緊張問題。因此，簡要分析了認(rèn)知無線電技術(shù)的特點(diǎn)、發(fā)展趨勢和對全球通信行業(yè)的影響。

認(rèn)知無線電；頻譜資源；移動(dòng)通信

在城市化發(fā)展的進(jìn)程中，我國的信息化建設(shè)也取得了較大的進(jìn)展，這為各項(xiàng)事業(yè)的發(fā)展提供了一個(gè)比較環(huán)境。尤其是無線電技術(shù)的應(yīng)用及發(fā)展對于交通、科研、軍事等方面起到了較大的推動(dòng)作用，我們生活中常見的導(dǎo)航設(shè)備、手機(jī)及無線Wi-Fi功能等都是通過該技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。因此，全面的進(jìn)行該技術(shù)的了解，將其更加科學(xué)的運(yùn)用到人們的生活中是非常必要的，就目前的發(fā)展形勢而言，認(rèn)知無線電技術(shù)將在未來的多媒體移動(dòng)通信中依舊占據(jù)著重要的位置[1]。

1 認(rèn)知無線電技術(shù)及特點(diǎn)

無線電在我國的發(fā)展是比較久的，它是相對于有線電技術(shù)而言的，它的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用極大的改變了傳統(tǒng)的信號(hào)傳輸模式，實(shí)現(xiàn)了不同地域之間的信息傳輸，這表明了我國在信息技術(shù)方面的極大突破。認(rèn)知無線電技術(shù)是在上個(gè)世紀(jì)由一位國外的科研學(xué)者提出來的，他認(rèn)為認(rèn)知無線電的智能化設(shè)備可以感應(yīng)到外部的環(huán)境并做出一些判斷，通過一些數(shù)據(jù)的反饋實(shí)現(xiàn)自我調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化信息傳播路徑的選擇，這也是認(rèn)知無線電的特點(diǎn)之一[2]。

2 認(rèn)知無線電技術(shù)在未來多媒體移動(dòng)通信中的應(yīng)用——4G通信技術(shù)

2.1 4G通信技術(shù)介紹

4G的傳輸能力非常強(qiáng)大，通過對龐大數(shù)據(jù)的高速傳輸，極大加快寬帶網(wǎng)絡(luò)的速度，為人們提供更豐富的多媒體服務(wù)?？梢灶A(yù)知在4G網(wǎng)絡(luò)普及后，人類的生活方式和溝通方式將會(huì)發(fā)生重大的變化，甚至?xí)谝欢ǔ潭壬洗龠M(jìn)社會(huì)生產(chǎn)的變革。2012年的世界無線電通信大會(huì)出臺(tái)了4G標(biāo)準(zhǔn)，但4G技術(shù)仍處于研發(fā)階段，離真正實(shí)現(xiàn)還有很長的路要走。

2.2 4G通信的關(guān)鍵技術(shù)

4G通信中的關(guān)鍵技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面：首先，正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)。這是4G通信的核心技術(shù)，其功能是將一定量的串行數(shù)據(jù)流分解成一些并行數(shù)據(jù)流，然后集中輸出。4G通信的編碼過程使用了更高級(jí)的編碼方案及更先進(jìn)的接收技術(shù)；調(diào)制技術(shù)則采用了多載波調(diào)制，這樣能保證在任何條件下系統(tǒng)都有較高的編解碼性能；第三，軟件無線電技術(shù)。即在4G通信中采用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，在可編程控制的通用硬件平臺(tái)上，利用軟件來定義實(shí)現(xiàn)無線電臺(tái)的各部分功能；第四，智能天線技術(shù)。原理來自于自適應(yīng)天線技術(shù)，在4G網(wǎng)絡(luò)中采用智能天線技術(shù)的目的是實(shí)現(xiàn)對移動(dòng)信號(hào)的充分利用，增強(qiáng)系統(tǒng)信號(hào)的抗干擾能力，在改善信號(hào)質(zhì)量的同時(shí)增大傳輸容量。

2.3 4G通信技術(shù)的優(yōu)勢

4G通信技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：在3G通信的基礎(chǔ)上極大的提高了傳播速度，同時(shí)接收到的信號(hào)質(zhì)量也是比較高的，通過使用智能手機(jī)可以實(shí)現(xiàn)流暢的觀看視頻、新聞資訊。在智能手機(jī)的不斷更新下，未來的通訊工具的各項(xiàng)功能想必是更加的智能和人性化的，這些目前我們無法進(jìn)行具體的預(yù)測，只能等到4G通信技術(shù)的全面實(shí)現(xiàn)之后我們才能更加直觀的感受到它的魅力和實(shí)用性能。

2.4 4G通信技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇及挑戰(zhàn)

在信息化的影響下，人們對于信息量的需求和快捷提出了更高的要求，并且在智能手機(jī)的推廣和功能上的不斷增加，都為4G通信技術(shù)提供了較為有利的環(huán)境。在這樣強(qiáng)有力的技術(shù)支持和廣大的市場需求的刺激下，這種通信技術(shù)將會(huì)是未來多媒體移動(dòng)通信的必然趨勢和強(qiáng)勁動(dòng)力。但是，目前關(guān)于4G通信的相關(guān)技術(shù)仍然有待提高和深入研究，并且相關(guān)軟件的開發(fā)沒有跟上該技術(shù)的發(fā)展，而且基礎(chǔ)設(shè)備的更新涉及到的資金問題都在一定程度上減緩了它的發(fā)展步伐，需要將這些難題逐個(gè)的進(jìn)行排除，才能確保該技術(shù)的又好又快的發(fā)展。

3 認(rèn)知無線電技術(shù)將影響現(xiàn)有移動(dòng)通信行業(yè)的運(yùn)作模式

認(rèn)知無線電的核心思想就是使無線通信設(shè)備具有發(fā)現(xiàn)“頻譜空穴”，并合理利用所發(fā)現(xiàn)“頻譜空穴”的能力，將其運(yùn)用于無線通信中，會(huì)對現(xiàn)有移動(dòng)通信行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

（1）便于多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)協(xié)同運(yùn)作，提升運(yùn)營商業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量，降低建網(wǎng)前期投入成本。未來對于擁有多種技術(shù)制式網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)運(yùn)營商來說，可以使用認(rèn)知無線電技術(shù)和軟件無線電技術(shù)使用戶在不同網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行切換。例如，當(dāng)用戶在使用2G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)覆蓋有限或網(wǎng)絡(luò)繁忙，用戶可通過認(rèn)知無線電技術(shù)進(jìn)行頻譜檢測，當(dāng)檢測到支持3G或WiMAX等技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)頻譜可用時(shí)，用戶會(huì)自動(dòng)切換到該可用頻譜，同時(shí)，通過軟件無線電改變當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)制式，保障通信業(yè)務(wù)的正常運(yùn)作，使用戶平滑過渡到新的頻譜和新的網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)真正意義上的無縫切換。

（2）最大限度利用運(yùn)營商所持有頻譜的能力，提高頻譜使用效率和用戶吞吐量對于頻譜管制者而言，認(rèn)知無線電技術(shù)可以大大提高可用頻譜數(shù)量和頻譜利用率，有效利用資源；可以在不受干擾的前提下開發(fā)二級(jí)頻譜市場，在相同頻段上提供不同技術(shù)的服務(wù)。同時(shí)，在移動(dòng)蜂窩網(wǎng)通信中，當(dāng)遇到小區(qū)忙時(shí)，應(yīng)用CR技術(shù)自動(dòng)檢測并進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，最大限度利用運(yùn)營商所持有頻譜的能力，提高小區(qū)內(nèi)用戶的吞吐量。

（3）使更多的企業(yè)進(jìn)入移動(dòng)通信領(lǐng)域，加劇移動(dòng)通信市場競爭，對電信監(jiān)管帶來新的挑戰(zhàn)網(wǎng)絡(luò)開放成為未來無線通信必然的發(fā)展趨勢，隨著無線電頻率資源的日趨緊張，很多想進(jìn)入該領(lǐng)域的企業(yè)苦于無可用的頻率資源。通過認(rèn)知無線電技術(shù)，未來將有更多的第三方服務(wù)提供商和虛擬運(yùn)營商進(jìn)入移動(dòng)領(lǐng)域，為用戶提供價(jià)格低廉的通信服務(wù)。這勢必會(huì)加劇移動(dòng)通信市場的競爭程度，但如何對這些新進(jìn)入者進(jìn)行有效的監(jiān)管也成為電信監(jiān)管機(jī)構(gòu)必須面對的挑戰(zhàn)。

（4）對現(xiàn)有移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和管理帶來新的挑戰(zhàn)認(rèn)知無線電技術(shù)引入現(xiàn)有的移動(dòng)通信網(wǎng)，在提升網(wǎng)絡(luò)容量和覆蓋能力的同時(shí)，也使網(wǎng)絡(luò)維護(hù)的負(fù)擔(dān)加大。由于應(yīng)用認(rèn)知無線電技術(shù)后，認(rèn)知移動(dòng)用戶可能會(huì)頻繁地切換使用頻率，使得網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的處理工作量加大，因此對網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和管理將帶來新的挑戰(zhàn)。

4 結(jié)語

未來移動(dòng)通信的一個(gè)重要發(fā)展趨勢就是寬帶多媒體通信，限制它的主要原因就是頻譜資源的緊張以及頻譜分配方式缺乏靈活性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。軟件無線電是公認(rèn)的未來發(fā)展方向，其特殊擴(kuò)展認(rèn)知無線電可以應(yīng)用頻譜統(tǒng)籌的技術(shù)有效地利用有限的頻譜資源，實(shí)現(xiàn)靈活的資源配置和工作模式的調(diào)整?？梢灶A(yù)見，認(rèn)知無線電具有廣闊的發(fā)展空間。

[1]楊瀏.基于認(rèn)知無線電技術(shù)及其運(yùn)用研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2011（9）：12.

[2]封彬.淺析認(rèn)知無線電在新媒體環(huán)境中的應(yīng)用[J].中國無線電，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