什么是認知無線電？

在認知無線電之前，我們常用的是軟件無線電（Software Defined Radio，簡稱SDR），簡單說就是在硬件的基礎上由軟件實現通信功能。SDR的無線通信協議是基于軟件定義實現的，很多功能可以通過更新軟件來實現，從而避免完全更換硬件。軟件無線電的發展打破了通信技術嚴重依賴硬件設備的格局。認知無線電（Congnitive Radio,簡稱CR）是一個智能無線通信系統，其概念最早是由“軟件無線電之父”Joseph Mitola博士于1999年提出的。它相對于軟件定義無線電而言，擁有軟件無線電不具備的智能功能如：通過人工智能技術從環境中感知信息、動態使用頻譜、實時改變無線通信系統的傳輸功率等。

為什么要發展認知無線電？

傳統的無線通信為保證系統的服務質量，會對無線頻譜進行靜態分配，即某授權用戶始終占用某一固定頻段，無論頻段是否被使用，其它用戶都不能再占用該頻段。這樣做的好處就是有利于保證信號質量，缺點就是浪費頻譜資源，造成頻譜利用率的低下。認知無線電就是為了解決這個問題而提出的。

國內認知無線電的研究現狀

關于頻譜檢測的雙門限檢測方法

認知無線電感知周圍環境、探測頻譜空穴的方法叫頻譜感知技術。一般的頻譜感知技術有三種方案：匹配濾波器檢測、能量檢測和循環平穩特性檢測。

匹配濾波器檢測法：

匹配濾波器檢測的優點是可以抗加性高斯白噪聲，在加性高斯白噪聲信道中最適合使用這種檢測方法，缺點是計算量大、需要授權用戶信號的準確的先驗知識。

能量檢測法：

此方法適用于信號檢測一方不知道授權用戶信號的先驗知識的情況。能量檢測法的優點是方法簡單，缺點是門限值設置非常困難，在信噪比低的環境中，能量檢測法容易將能量非常大的干擾噪聲識別為有用信號，而將能量小的微弱信號排除。

循環平穩檢測法：

利用調制信號都具有周期特性而噪聲沒有周期性這一特點可以檢測到信號。每個信號都有其獨
特的循環功率譜，對循環穩態信號的自相關函數做離散傅里葉變換，就得到該信號的循環功率譜密度。但由于實際應用中無法得知信道的沖擊響應，故無法準確計算判決式的參數值，需要人為設定一個門限。故循環平穩檢測法類似于能量檢測法。

雙門限檢測法——能量檢測法與循環平穩檢測法相結合：

該方法一共需要3次門限檢測。設存在信號S。
第一次：設信號能量門限值為a，當信號能量低于a時證明S中沒有PU（主用戶）存在，信號能力大于a則有PU存在，SU（次用戶）不能使用該頻段。
第二次：若S能量值小于a，則再計算噪聲能量值：設門限值b為信道沒有PU時的噪聲能量值，當S信號能量值大于b時證明信道中有PU存在，S信號能量小于b時證明信道無PU。
第三次：若S能量值小于b，則再對S進行循環平穩特征檢測。設門限值c為沒有PU存在的信道的噪聲循環譜，計算S的信號循環譜，若計算的值大于c，那么信道中有PU，若小于c，那么信道無PU，SU可以使用該頻段。

雙門限檢測法的優勢在于：

1、與能量檢測法相比，在低信噪比的環境中，雙門限檢測法的正確概率遠高于能量檢測法。
2、與循環平穩檢測法相比，顯著的減少了計算量。

總結

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