随着各种无线通信系统的大量建设,频谱资源变得越来越匮乏,系统间的干扰也越来越严重。许多公司和科研机构都在努力寻求一种最优的方法最佳地利用频谱资源。认知无线技术的实际应用和预期性能,越来越引起研究人员的兴趣。
　　
　　合理利用频谱资源
　　
　　香港科技大学张黔副教授目前担任IEEE联盟(国际电气与电子工程师协会)下的Multimedia Communication Technical Committee(MMTC)工作组主席。不久前,在一次采访中,张黔向记者表示,任何无线技术的底层都是需要依靠无线频谱来支撑,大家都希望通过更少的频谱资源实现更高的传输速率。但是随着Wi-Fi、3G等无线技术的应用,现在的无线频谱几乎全部被划分掉。那么未来4G、物联网等无线应用推广时,我们将面临无频段可用的情况。在这种情况下,美国和欧洲的很多科研机构就在考虑,目前已分配的频谱资源是否被利用得很好。比如说电视频段,它分配得很早,但是在很多地区,它并没有被充分利用,这就造成了资源的极大浪费。
　　针对这种情况,张黔开始将其团队的研究方向选在协同认知无线网络。她认为,目前的频谱资源利用存在很大的浪费,很多已分配的频段,其实只在某些时段、某些部分被利用。这就需要我们重新对频谱进行管理,有效利用一些未被合理利用的频谱,用这些已被分配但没有充分利用的频段去做一些新的业务。就像我们城市道路上通常会有很多车道,但如果其中有一些被拿出来用做特殊用途,将可能造成其他车道在高峰时拥堵。频谱就是无线通信行业的公路,由于车辆急剧增加,所以需要更多的车道。
　　而这正是开展无线电业务感知的最大背景,因为我们只有对无线应用具有很好的认知和预期能力,才能够判断如何合理分配频谱,以满足应用的需要。认知无线电是指具有自主寻找和使用空闲频谱资源能力的智能无线电技术。认知无线电技术的提出,为解决不断增长的无线通信应用需求与日益紧张的无线频谱资源之间的矛盾提供了一种有效的解决途径。
　　当前,认知无线电技术从理论到实践都面临很多困难。随着认知无线电技术的发展,各国际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,主要标准组织包括国际电信联盟(ITU)、IEEE等。
　　
　　把握无线应用的机遇
　　
　　我们现在都在谈物联网,它的应用范围确实很广泛,而且在我国有很大的需求。但是物联网相对目前的信息通信网络,将越过现有的网络连接模式,直接渗透到各行业核心应用里去,显然会面对很大的挑战。而更好地认知无线技术将有利于我们面对这些挑战。
　　认知无线技术还可以进一步拓展无线应用的范围,比如在航空领域中。波音公司曾表示在其787飞机中放弃无线网络计划,因為波音无法在某些国家取得特定无线频率的使用许可,这使得需要高频宽的无线娱乐节目难以在机舱内提供播放。不过随着无线技术认知能力的提升,这种情况已经改变。张黔表示,我们正在和波音公司合作,将我们的无线网络应用到波音公司的飞机上。计划的首个任务是要加快信息在飞机、维修人员、机场仓库间的互通,缩短飞机的地面维修时间,下一步将会应用到飞机的娱乐系统上。这将是一个长期的合作。
　　作为全球最大的科技专业人员组织,IEEE目前在全球160个国家拥有37.5万会员,其中,中国内地注册的会员数目为5200。虽然中国会员占总体IEEE会员的比例不高,但中国会员的增长速度很快,会员数目在不到三年的时间内已差不多翻了一番。这个增长速度在IEEE全球各地分会里是遥遥领先的。在张黔看来,我国的科技专业人员有能力参与到各个领域的标准或协议的制定中。无线通信网络和互联网给我们提供了一个很好的发展机遇,但还是需要做很多工作。因此我们要避免遗漏一些重要的东西,包括制定标准,包括做一定的规范,避免走回头路。
　　当前,我国还没有一套完整可行的频率回收制度,这使一些已经分配出去的无线频率很难被重新回收利用。对此,我们应该积极研究相关课题,加快频率回收政策制定,对一些闲置和占而不用的频率进行及时回收和再分配。
　　由于认知无线电能够最大程度地自动利用闲置频谱,而不需要来自控制网络的各种指令,因而将为用户节约不菲的使用费用。因此,当该技术最终实现市场化时,无线电用户的支出将能大大降低。