当前大多无线网络都是基于固定分配的频谱资源。大量的测试数据表明,不同网络对所分配的频谱资源的利用率随着空间和时间的变化很大(15%~85%),存在不同程度的频谱闲置;另一方面,无线通信业务的高速发展对频谱资源的需求越来越大,适宜无线通信的频谱资源变得日益紧张,成为制约无线通信发展的“瓶颈”之一。为此,认知无线电的概念应运而生,成为解决上述发展“瓶颈”的一个非常有前景的方案。
近年来,认知无线电技术受到了国内外的广泛关注,成为无线通信研究的新热点。国内外工业界与许多研究机构已针对该技术开展了大量的研究工作,特别是由于中国工业界与研究机构对此研究特别重视,使中国在这一领域的研究基本上与国外同步。除国家高技术发展研究计划(“863”计划)设立相应课题外,工业界也通过参与标准化活动积极开展了认知无线电相关技术的研究,并取得了很多成果。
1999年,软件无线电之父Joseph Mitola博士就首先提出了认知无线电的概念,但是认知无线电从概念到实际应用面临多方面的挑战。这些挑战既涉及到无线通信的基本理论和具体实现技术的变革,也包括了相关政策和市场层面的因素。
因此,FCC、IEEE、欧盟的第六、第七框架计划以及中国的研究机构,针对上述挑战,从频谱分配与管理、无线接入和系统重构等多个角度出发,开展了大量力图使认知无线电走向实际应用的工作,并且获得许多有价值的成果。目前,针对认知无线电的研究方兴未艾,有大量的课题亟待探索。
本期以“认知无线电技术及其应用”为专题,内容涵盖了基本原理、具体技术、标准研究、政策等认知无线电涉及的所有关键内容,全面总结了认知无线电各个关键问题的解决方案,同时展望了其发展趋势。在关键技术方面,包括了网络架构、协议体系、物理层的数据传输、频谱感知等技术;在应用方面,总结了与现有无线通信系统的融合方案;在标准化和相关研究活动方面,反映了IEEE 802.22和欧盟E2R的工作。值得一提的是,专题还考虑了认知无线电对政策层面的影响。
希望本期专题能够对关注认知无线电技术与应用的读者有所帮助。