＿Ｉｎ艮ｆｏ鑫ｒｍ．瀑ａｔ删ｉｏｎ…ｃｏ—ｍ—ｍｕ…ｎｉｃ—ａｔｉ—ｏｎ—ｓ
摘要：认知无线电技术可以有效缓解频谱分配与利用之间无线频谱资源面临紧缺的危险。
事实果真如此吗７美国加州大学伯克利分校的实地测量数据向我们展示了另一番景象。由此看来，大量的频谱资源处于空闲状态。
的矛盾。频谱分配技术是决定认知无线电能否实现的关键
技术之一。本文回顾了认知无线电的由来及相关概念，分析了认知无线电技术及其频谱分配技术国内外发展的现状。关键词：认知无线电．频谱．分配技术中图分类号：ＴＮ９２
为什么会出现这种频谱资源貌似紧张而实际充足的现
象呢７究其原因．主要在于ＦＣＣ对频谱资源的使用采取了
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７３－１１３１（２０１０）０２－０４０－０４一种频谱所有权”独占”的授权分配政策…即使授权用户
没有使用授权频谱．该频段也不能被其它非授权用户使用。这一政策造成频谱资源的巨大浪费。
如此说来．ＦＣＣ的这种频谱所有权“独占”的授权分配政策愈发不合时宜。因此．不少经济学家相信若这些”独占”频谱拥有者再次出售或出租他们的频段．建立频谱的二级市场．将会消除频谱资源紧缺的现象．或者至少可以大幅提高频谱利用率。
认知无线电正好可以满足这样的要求。随着人们对频谱分配与使用间矛盾的认识的加深．认知无线电技术正逐步受到越来越多业内人士的关注。
一．认知无线电技术的背景
随着无线通信技术的发展．人们可以获得的带宽不断地增加，移动通信的数据速率从１０ｋｂｉｔ／ｓ增长到２Ｍｂｉｔ／ｓ．在不久的将来还可能提高到上百兆比特每秒。即便如此．也无法满足人们日益增长的无线接入需求。为了缓解这一矛盾，一方面．人们不断开发新的无线接入技术，利用新的频段来提供各种业务；另一方面．不断改进各种编码调制方式，提高频谱效率。
然而．由于移动终端天线尺寸和功率的限制，可以用于无线接入的频段十分有限。
根据联邦通信委员会（ＦＣＣ）．关于美国３－６ＧＨｚ频谱资源分配情况的研究结果表明．与日俱增的用户需求使得
二、认知无线电的定义
２．１
Ｊｏｓｅｐｈ
Ｍｉｔｏｌａ博士的定义
ＴｈｅＳｔｕｄｙ
ｏｎ
ＳｐｅｃｔｒｕｍＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ
ｃｈｏｎｇｑｉｎｇｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
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ＬＩＥｒ－ｌｏｎｇ
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ｌ专业论坛・［Ｓｐｅｃｉａｌｉｚｅｄｆｏｒｕ闸
１９９９年．ＪｏｓｅｐｈＭｉｔｏｌａ博士在发表的一篇学术论文
重新定义认知了无线电：
“认知无线电是一个智能无线通信系统。它能够感知外界环境．并使用人工智能技术从环境中学习．通过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收到的无线信号的统计性变化，以达到以下目的：任何时间任何地点的高度可靠通信；对频谱资源的有效利用。”
中描述了认知无线电如何通过一种”无线电知识描述语言
（ＲａｄｉｏＫｎｏｗｌｅｄｇｅＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎＬａｎｇｕａｇｅ．ＲＫＲＬ）“的
新语言来提高个人无线业务的灵活性．给出了无线认知环的推理模型；并在文献中提出了频谱池（ＳｐｅｃｔｒｕｍＰｏｏｌｉｎｇ）的概念，指出采用频谱池技术能够拓展系统的可用带宽，并介绍了如何通过认知无线电技术实现频谱池：在随后的２０００年瑞典皇家科学院举行的博士论文答辩中，ＪｏｓｅｐｈＭｉｔｏｌａ详细探讨了这一理论。
三、认知无线电技术的研究现状
３．１美国方面的研究
在美国．从事认知无线电研究的机构主要有Ｂｅｒｋｅｌｅｙ．Ｒｕｔｇｅｒｓ、Ｓｔａｎｆｏｒｄ等大学和Ｉｎｔｅｌ．Ｑｕａｌｃｏｍｍ．Ｃａｎｄｅｎｃｅ．
Ｄｉｇｉｔａｌ
他认为：”认知无线电这个术语确定了这样一个观点．
即无线个人数字助理（Ｐｅｒｓｏｎａｌ
Ａｓｓｉｓｔａｎｔ．ＰＤＡ）和相
关的网络具有对于无线资源和相关的计算机与计算机之间
通信足够的计算智能，包括：作为用户环境的函数，检测用
ＴＩ等公司。其中，伯克利无线研究中心（ＢＷＲＣ）和Ｒｕｔｇｅｒｓ
大学ＷＩＮＬＡＢ实验室的工作最为显著。
户的通信需求．并且提供满足这些需求的最适当的无线资
源和服务。”
２．２
Ａ伯克利无线研究中心（ＢＷＲＣ）的研究
以Ｂｒｏｄｅｒｓｅｎ教授为代表的研究小组提出一种基于认知无线电使用非授权（ｕｎｌｉｃｅｎｓｅｄ）频谱的ＣＯＲＶＵＳ体系结构。该结构与德国Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ大学ＦｉｅｄｒｉｃｈＪ．提出的结构非
ＦＣＣ的定义
近年来．通过监测、分析无线频谱使用状况发现：虽然大部分频谱己经被分配给不同的用户．但是在相同时间、相
同地点频谱的使用却非常有限。常常是大部分频点未被使
用．而某些热点频率又处于超负荷运行。
美国联邦通信管理委员会任（ＦＣＣ）充分注意到这点，开始重新思考新的频谱资源管理政策，并于２００３年５月召开
常类似，不同之处在于通过用户分组放宽了对中心控制的
要求。
Ｂｒｏｄｅｒｓｅｎ等人给出了该系统的基本应用场景，描述了评估系统性能的参数．并且建立了粗略的系统协议功能体系，还提出了与实现相关的几个具体问题，包括：
・跨层设计问题：认知无线电系统的设计需要同时考虑ＲＦ前端灵敏度，利用针对特定一级用户的信号处理增益和网络协同共享频谱检测结果；
・提出ＦＲ前端的基本体系结构，指出需要在接收机的线性度、采样率，精度与功率之间合理折中：
・提出匹配滤波（ＭａｔｃｈｅｄＦｉｌｔｅｒ．ＭＦ）．能量检测和周期特性检测三种频谱检测方式．分析了各自的优缺点。
ＡｎａｎｔＳａｈａｉ等人从技术可行性的角度对认知无线电技
了认知无线电研讨会，讨论了利用认知无线电实现灵活使
用频谱的相关技术问题。
ＦＣＣ对认知无线电作出了相对狭隘的一个定义：“认知
无线电是指能够通过与工作环境的交互，改变发射机参数
的无线电设备。认知无线电的主体可能是软件定义无线电
（ＳｏｆｔｗａｒｅＤｅｆｉｎｅｄ
Ｒａｄｉｏ，ＳＤＲ）．但既没有软件也没有现场
可编程的要求”。同时，描述了五个可能的应用领域：
・在低人口密度和低频谱使用率（如郊区）的区域可以增加发射功率８ｄＢ：
・授权用户以可以中断的方式向认知无线电用户租借频
谱：
・利用用户的空间和时间特性动态协调频谱共享；・促进不同系统间的互操作；
・利用发射功率控制和环境判决实现多跳射频网络
（ｍｕｌｔｉ－ｈｏｐＲＦｎｅｔｗｏｒｋ）。
２．３
术进行了探讨，他们试图解决决定认知无线电技术应用的基本理论问题。
他们的研究结果表明：对子能量检测器，由于噪声的不确定性和量化误差，当信噪Ｅ［＇．（Ｓｉｇｎａｌ
ｔｏ
ＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ，ＳＮＲ）
低于某个门限后，信号具有绝对不可检测性。针对这个问题，ＡｎａｎｔＳａｈａｉ等人提出采用导引符号（Ｐｉｌｏｔｓ）辅助的方法进行信号检测。同时，他们还在文献中指出，可以根据一级用户和二级用户的距离动态调整后者的发射功率，从而提高系统性能。
Ｂ．Ｒｕｔｇｅｒｓ大学ＷＩＮＬＡＢ实脸室的研究
ＳｉｍｏｎＨａｙｋｉｎ的定义
ＳｉｍｏｎＨａｙｋｉｎ教授结合Ｊ．Ｍｉｔｏｌａ博士和ＦＣＣ对认知
无线电的解释．于２００５年２月在一篇名为”Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ
Ｒａｄｉｏ：
Ｂｒａｉｎ—ＥｍｐｏｗｅｒｅｄｗｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”的文章里，
手喜囊历瓣磊龟亟遁芬配技术的研堙二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二茗，一ＯＮ．篾４１２０ｔ０Ｎｏ＋。
．嚣
一
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在美国国家自然科学基金（ＮＳＦＣ）的资助下．ＷｌＮＬＡＢ实验室与Ｇｅｏｒｇｉａ理工和ＬｕｃｅｎｔＢｅｌｌ实验室联合研发认知无线电实验平台，该平台涵盖了从物理层到网络层的所有功能。同时，该实验室还在进行基于认知无线电技术进行开放的频谱接入算法和协议及其相关技术方面的研究。遗憾的是，目前还没有发现公开发表的相关研究结果。
Ｃ．美国军方的研究
频谱池系统中ＯＦＤＭ的信道估计与预测、信道编译码和多天线对系统的影响．也没有提供链路级和系统级的性能结果，尤其是没有考虑分布式控制下的频谱池系统。
３．３国内外其它机构的研究
２００４年１０月，ＩＥＥＥ正式成立ＩＥＥＥ８０２．２２工作组，别名为“无线区域网络”（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ
ＲｅｇｉｏｎａｌＡｒｅａ
Ｎｅｔｗｏｒｋ，
ＷＲＡＮ）。该工作组致力于开发通过认知无线电技术将分配给电视广播的ＶＨＦ／ＵＨＦ频带（北美为５４ＭＨｚ－－８６２ＭＨｚ）用作宽带访问线路。其中ＥＴＲＩ、ＳＡＭＳＵＮＧ、飞利浦．摩托罗拉以及华为等多家公司加入了ＩＥＥＥ８０２．２２工作组的标准化制定过程。目前已有ＭＡｃ层及物理层初步技术提案，但仍需进一步商榷。
同时，无线世界研究论坛（ＷＷＲＦ）也密切关注认知无线电技术的发展，其第六工作组（ＷＧ６）从可重配置的网络无线资源管理的角度．提出认知无线电实现可重配置网络的技术，并讨论了当前的可实现性。
从国内来看，微软亚洲研究院正着手“Ｎａｕｔｉｌｕｓ：￥）、知．协作，环境相关的分布式控制下的无线电通信“项目，研究”使用认知无线电的概念，提供端对端（ｐｅｅｒ
ｔｏ
美国国防部高级研究计划署（ＤＡＲＰＡ）也资助了下一代
（ＮｅｘｔＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ）项目，目的在于使得美国军用通信设备可
以检测环境变化，根据所处环境选择频谱，目前尚无公开发表的研究结果。
令人感兴趣的是．美国空军研究机构在ＷＣＮＣ会议上发表了如何通过变换域波形合成的方式实现认知无线电自适应发射波形的方法。这一技术有别于传统ＯＦＤＭ，是认知无线电技术的又一选择。
由此可见．美国在军、民两方面都对认知无线电技术进行了深入研究．
３．２德国Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ大学的研究
德国Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ大学ＦｉｅｄｒｉｃｈＪｏｎｄｒａｌ教授的研究小组在德国联邦研究和技术部（ＦｅｄｅｒａｌＭｉｎｉｓｔｒｙ
ａｎｄ
ｏｆＲｅｓｅａｒｃｈ
ｐｅｅＯ机会光
谱访问”。目前，还没有关于认知无线电研究的公开报道或成果发表。
综上所述，关于认知无线电的研究正在从概念和基本理论、需求分析，逐步迈向具体实现。这些研究将涵盖从物理层至ｑＭＡＣ层以及无线资源管理直至网络体系架构的整个无线通信领域，最终将走向具体的应用。
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）移动通信项目的资助下．基于ＪｏｓｅｐｈＭｉｔｏｌａ
的“频谱池”概念，开发出一个基于ＯＦＤＭ技术的中心控制的频谱池体系架构。
这个小组的研究主要集中在以下几个方向：
・分析频谱池技术可能获得的系统带宽利用率增益；・研究中心控制频谱池系统的关键算法，包括：
Ａ．频谱检测算法：提出了通过多点分布式检测，中心控制点合并决策提高检测性能的物理层ｂｏｏｓｔｉｎｇ信令协议；从理论上分析了这种机制的检测和虚警概率。
Ｂ．基于ＯＦＤＭ的物理层技术：分析了ＯＦＤＭ用于频
四、认知无线电的频谱分配技术
在认知无线电中，为了解决频谱资源的匮乏和目前固定分配频谱利用率低的问题．就要求找到更有效的方法来充分检测和利用无线频谱资源。基本途径有两条：其一．提高频谱利用率，将已授权的用户频谱资源充分利用，减少浪
谱池系统将会面临的干扰，提出了时域加成型窗和频域
加自适应保护频段（子载波）的解决方案；ＷＬＡＮ（ＩＥＥＥ
８０２．１
针对ＯＦＤＭ费；其二，提高系统通信效率，将已获得的频谱资源与其他
资源综合优化分配．进而提高利用率．这些都涉及到频谱分配的内容。
频谱分配是根据需要接入系统的节点数目及其服务要求将频谱分配给一个或多个指定节点。频谱分配策略的选择直接决定系统容量、频谱利用率以及能否满足用户因不同业务而不断变化的需求。在分配时往往需要考虑系统的应用需要以及系统网络结构等特点．下面对不同的频谱分配技术按性质进行分类。
（１）按分配方式分类
ｌａ／ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２）系统，分析了频谱池
系统中ＯＦＤＭ同步问题，提出了采用本地长ＰＮ序列相关的同步方案。
Ｃ．无线资源管理：初步设计了中心控制频谱池系统中
无线资源分配的方案，仿真了不同调度算法的性能，提出了频谱池组（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ
Ｆｉｅｄｒｉｃｈ
Ｐｏｏｌｉｎｇ
Ｇｒｏｕｐ）切换的思想。
Ｊｏｎｄｒａｉ等人提出的中心控制频谱池系统体系
架构为认知无线电思想迈向现实应用提供了一个可借鉴的实例。但是．他们的研究没有考虑很多实现的关键技术，如
４２
羹密ｔ。Ｎｏ蠢：蔓蔓匣函亟鸯萤频谱分配技术的研究
ｌ专业论坛・笛ｐｅｃｉａｌｉｚｅｄｆｏｒｕｍ］
频谱分配技术按分配方式分类一般分为固定频谱分
百２（ＦｉｘＣｈａｎｎｅｌＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ，ＦＣＡ）、动态频谱分配（Ｄｙｎａｍｉｃ
Ｃｈａｎｎｅｌ
为解决认知无线电中的频谱分配问题，认知无线电概念的提出者ＪｏｓｅｐｈＭｉｔｏｌａ博士提出了频谱共享池这一策略，之后，此概念受到了德国Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ大学ＦｉｅｄｒｉｃｈＪｏｎｄｒａｌ教授的关注．他领导的研究组在德国联邦研究和技术部移动通信项目的资助下．开展了频谱共享池相关技术的研究。频谱共享池的基本思想是将一部分分配给不同业务的频谱合并成一个公共的频谱池，并将整个频谱池划分为若干个子信道，因此子信道是频谱分配的基本单元。基于频谱共享池策略的动态频谱分配实质上是一个受限的信道分配问题，它是以最大化信道利用率为主要目标的同时考虑干扰的最小化和接入的公平性。
（２）下一代（ｎｅｘｔＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ．ＸＧ）计划
为开展如何更有效地利用频谱资源的问题的研究．美国国防高级研究计划局（Ｔｈｅ
ＤｅｆｅｎｓｅＡｄｖａｎｃｅｄ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ
Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ，ＤＣＡ）和混合频谱分ｍ己（Ｈｙｂｒｉｄ
Ｃｈａｎｎｅｌ
Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ，ＨＣＡ），本文的第四章将对上述３中分配方式进行
描述。在认知无线电中，频谱分配算法的设计要求以对可用
频谱的检测以及发射功率控制的要求为基础，选择适应无线环境时间变化特征的频谱分配策略，因此．认知无线电中的频谱分配以动态频谱分配为主。利用动态频谱分配可以提高无线通信的灵活性．频谱利用率．可使授权用户和认知用户之间避免冲突并公平地共享频谱。
（２）按网络结构分类
频谱分配技术按网络结构分类可分为：集中式频谱分配和分布式频谱分配。集中式频谱分配指网络小区中存在
一个中心实体（如基站），完成对小区各用户的频谱分配。在
认知无线电中，要求小区用户能够周期性的检测可用频谱，
ＰｒｏｊｃｏｔＡｇｅｎｃｙ，ＤＡＲＰＡ）启动了下一代ＸＧ计划．主要致力
将检测结果报告中心实体，中心实体由此生成频谱分配表
完成对频谱的统一管理；分布式频谱分配指网络小区采用分布式结构．无中心控制节点，小区中每一个用户都参与可用频谱的检测和频谱的分配工作．频谱分配结果与节点采用的策略有关。
认知无线电按其自身网络结构特点可采用集中式频谱分配方式或分布式频谱分配方式．目前针对两种方式的研究都有较多成就。
（３）按合作方式分类
频谱分配技术按合作方式分类可分为：合作式频谱分配与非合作式频谱分配。合作式频谱分配指小区中各节点相互合作．节点的频谱分配策略不仅考虑本节点的应用需求，还考虑此策略对其他用户造成的影响。因此．集中式频谱分配都属于合作式分配方式，当然．在分布式网络结构中也存在合作式的频谱分配；非合作式频谱分配指节点的频谱分配策略只考虑节点本身的需要．这类用户可定义为自私用户，在这类分配方式下．系统的频谱利用率较之合作式分配方式会有所下降。
于开发允许多用户共享使用频谱的技术。其中．实现灵活的频谱分ｊｍ己是＿ＸＧ计划的主要目标之一，如何检测并描述无线电环境．辨认可用频谱以及合理分配频谱构成了整个ｘＧ计
划频谱共享研究的核心。
（３）端到端可重配置（Ｅｎｄ・ｔｏ—Ｅｎｄ
Ｅ２Ｒ）
Ｒｅｃｏｎ６９ｕｒａｂｉｌｉｔｙ．
Ｅ２Ｒ是欧洲委员会第六框架项目（ｔｈｅ
６ｔｈＦｒａｍｅｗｏｒｋ
ＰｒｏｇｒａｍｍｅｒｏｆｔｈｅＥｕｒｏｐｅａｎＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）的一个综合性项
目。Ｅ２Ｒ系统可为多种空中接口．协议和应用提供通用的平台和相关的工作环境．通过基于认知算法的可升级和可重配置的架构来优化资源利用；同时可重配置性可以灵活地修改相关设备的软件设置，提高网络和设备的性能。
Ｅ２Ｒ系统要求实现１２个系统功能：服务级协议．安全，干扰、下载，设备重配置，重配置管理．服务适应．垂直移交．服务供应．系统监测、动态资源管理．频谱转移。其中，动态资源管理主要集中于对频谱分配策略的研究。
（４）ＩＥＥＥ８０２．１６ｈ
为解决ＷｉＭＡＸ发展的频谱匮乏问题．ＩＥＥＥ８０２．１６成立了ＩＥＥＥ
８０２．１６Ｉ旺作组．致力于改进诸如增强的媒体接入
五、频谱分配技术的国内外研究现状
由于认知无线电中用户对带宽的需求、可用信道的数量和位置都是随时变化的，灵活有效的频谱分配算法显得至关重要。为此，国内外各研究机构开展了大量的工作，一些研究成果也已经得到了公认，其它较有价值的研究方向也在不断进行当中。
（１）频谱共享池（ＳｐｅｃｔｒｕｍＰｏｏｌｉｎｇ）
控制等机制．以确保基于ＩＥＥＥ８０２．１６的免授权许可系统之间的共存．以及与有授权用户之间的共存。ＩＥＥＥ８０２．１６ｈ使ＷｉＭＡＸ能够满足ＦｃＣ的要求．作为认知用户使用空白的地面电视频道。在标准修订完善的过程中．灵活高效的频谱分配策略是无线资源管理方向研究的重点。
（５）ＩＥＥＥ８０２．２２
（下转第６１页）
李二龙／认知无线电频谱分配技术的研究
霍一ｊＬ竺１０Ｎｏ．２Ｉ
４３
ｌ运营探讨・ＪＤｐｅｒａｔｉｏｎｄｉｓｃｕｓｓｉｏ壤
际纛习
Ｊ竺｜
进行数据传输。经测试．传输最大帧长时能达］§ＪＪＳ０－－９０ＭＢ的速度。
≤≤≥珍一ｊ
是
ＨＢＡ卡是主机接入ＳＡＮ的必不可少的接入设备。本文基于Ｌｉｎｕｘ主机和ＸｉｌｉｎｘＦＰＧＡ开发板（ｍ１５５５）．成功设计并实现了ＨＢＡ．卡的基本登录流程。
［１］ｌ回复接受帧Ｉ
【．．．．．．．．，．．．．．．一。＋—一
是
否
富宦度宦
图４ＰｒｏｃｅｓｓＬｏｇｉｎ流程
参考文献
【１】Ｔｏｍ
Ｃｌａｒｋ．存储区域网络设计——实现光纤通道
和ＩＰＳＡＮ的实用指南［Ｍ】．电子工业出版社，２００５．
［２】ＡＮＳＩＩＮＣＩＴＳ．ＦｉｂｅｒＣｈａｎｎｅｌＬｉｎｋＳｅｒｖｉｃｅｓ（ＦＣ—ＬＳ）．２００６．
【３】ＡＮＳＩＩＮＣＩＴＳ．ＦｉｂｅｒＣｈａｎｎｅｌＧｅｎｅｒｉｃＳｅｒｖｉｃｅｓ一５（ＦＣ－ＧＳ－５）．２００６．
方。发起方一般对应于ＦＣ－４中的Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ。右侧对应于接收方，及被动等待ＰｒｏｃｅｓｓＬｏｇｉｎ的一方。接收方～般对应于
ＦＣ－４中的Ｔａｒｇｅｔ。
登录完成之后．ＨＢＡ卡就可以通过我们提供的ＡＰＩ向想要访问的ＮＰｏｒｔ发送数据帧了。
作者简介
三、结束语
该ＨＢＡ卡及相关驱动设计完成后，我们将其与商用
Ｂｒｏｃａｄｅ
李伟，男，１９８７年生，四川成都人，电子科技大学通信与信息工程学院研究生，主要研究光纤通道网络、ＦＣ相关协议；
涂晓东，男，１９７０年－生，四川成都人，电子科技大学副教授，主要研究方向为存储网络交换路由与安全技术、Ｔ比特级路由器的大容量交换网络结构等。
ＳｉｌｋｗｏｒｍＥ２００光纤通道交换机进行了直连。通过
交换机上的管理软件，可以看到交换机将我们的设备识别
为一块ＨＢＡ卡。通过在交换机两个端口上模拟ＨＢＡ卡．登录过程完成之后，可以通过向上层提供的接口通过交换机
（上接第４３页）
２００４年．ＩＥＥＥ正式成立ＩＥＥＥ８０２．２２工作组．致力于ｗＲＡＮ标准的制定，目的是使用认知无线电的技术，将分配给电视广播的ＶＨＦ／ＵＨＦ频带（北美为５４ＭＨｚ－８６２ＭＨｚ）的频率用作无线宽带接入。在标准的制定过程中，ＷＲＡＮ小区与授权用户小区的共存问题引起了业界的广泛研究．其中合理的动态频谱分配政策成为研究的热点问题之一。
３－１８：
［２】ＡｃｈａｒｙａＪ，ＹａｔｅｓＲ．”ＡＦｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒＤｙｎａｍｉｃＳｐｅｃｔｒｕｍＳｈａｒｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎＣｏｇｎｉｔｉｖｅＲａｄｉｏｓ．”Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＩＣＣ２００７，Ｊｕｎｅ２００７．
【３】ＭａＬ，Ｈａｎｚ，ＳｈｅｎＣＣ．Ｄｙｎａｍｉｃｏｐｅｎｓｐｅｃｔｒｕｍ
ｓｈａｒｉｎｇ
ＭＡＣｐｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓａｄｈｏｃｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ】．
Ｄｙ
Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ
ＳＰＡＮ２００５．２００５：２０３—２１３
［４】ＳｉｍｏｎＨ．Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅｒａｄｉｏ：ｂｒａｉｎ－ｅｍｐｏｗｅｒｅｄ
六、结束语
认知无线电技术是解决当前无线电频谱资源日益紧张问题的最佳方案。频谱分配技术是决定认知无线电能否实
ｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ】．ＩＥＥＥｊｏｕｒｎａｌＡｒｅａｓｉｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ。２００５，２３：２０１・２２０
ｏｎＳｅｌｅｃｔｅｄ
［５】周贤伟，孟潭．认知无线电研究综述［Ｊ】．电讯技术，
２００６（６），１－６
［６】６
现的关键技术之一。认知无线电频谱分配技术仍然不是很成熟，还有很多问题有待解决。在今后几年，认知无线电频
谱分配技术必将引起越来越多的关注和研究。
周小飞，张宏纲．认知无线电原理与应用．北京：北
京邮电大学出版社．２００７．
参考文献
［１］Ｊ．Ｍｉｔｏｌａ
Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ
作者简介
Ｒａｄｉｏ：ｍａｋｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏｓ
李二龙（１９７９－），男，陕西渭南人，硕士研究生。研究方向为认知无线电。
ｍｏｒｅｐｅｒｓｏｎ［Ｊ】．ＩＥＥＥＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，１９９９，６（４）：１
…一一一事伟涂晓东／光纤通道ＨＢＡ卡登录过程流程的设计与实现
薹二磊１０Ｎｏ．２釜２
Ｎ０。２
６～１
＿Ｉｎ艮ｆｏ鑫ｒｍ．瀑ａｔ删ｉｏｎ…ｃｏ—ｍ—ｍｕ…ｎｉｃ—ａｔｉ—ｏｎ—ｓ
摘要：认知无线电技术可以有效缓解频谱分配与利用之间无线频谱资源面临紧缺的危险。
事实果真如此吗７美国加州大学伯克利分校的实地测量数据向我们展示了另一番景象。由此看来，大量的频谱资源处于空闲状态。
的矛盾。频谱分配技术是决定认知无线电能否实现的关键
技术之一。本文回顾了认知无线电的由来及相关概念，分析了认知无线电技术及其频谱分配技术国内外发展的现状。关键词：认知无线电．频谱．分配技术中图分类号：ＴＮ９２
为什么会出现这种频谱资源貌似紧张而实际充足的现
象呢７究其原因．主要在于ＦＣＣ对频谱资源的使用采取了
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７３－１１３１（２０１０）０２－０４０－０４一种频谱所有权”独占”的授权分配政策…即使授权用户
没有使用授权频谱．该频段也不能被其它非授权用户使用。这一政策造成频谱资源的巨大浪费。
如此说来．ＦＣＣ的这种频谱所有权“独占”的授权分配政策愈发不合时宜。因此．不少经济学家相信若这些”独占”频谱拥有者再次出售或出租他们的频段．建立频谱的二级市场．将会消除频谱资源紧缺的现象．或者至少可以大幅提高频谱利用率。
认知无线电正好可以满足这样的要求。随着人们对频谱分配与使用间矛盾的认识的加深．认知无线电技术正逐步受到越来越多业内人士的关注。
一．认知无线电技术的背景
随着无线通信技术的发展．人们可以获得的带宽不断地增加，移动通信的数据速率从１０ｋｂｉｔ／ｓ增长到２Ｍｂｉｔ／ｓ．在不久的将来还可能提高到上百兆比特每秒。即便如此．也无法满足人们日益增长的无线接入需求。为了缓解这一矛盾，一方面．人们不断开发新的无线接入技术，利用新的频段来提供各种业务；另一方面．不断改进各种编码调制方式，提高频谱效率。
然而．由于移动终端天线尺寸和功率的限制，可以用于无线接入的频段十分有限。
根据联邦通信委员会（ＦＣＣ）．关于美国３－６ＧＨｚ频谱资源分配情况的研究结果表明．与日俱增的用户需求使得
二、认知无线电的定义
２．１
Ｊｏｓｅｐｈ
Ｍｉｔｏｌａ博士的定义
ＴｈｅＳｔｕｄｙ
ｏｎ
ＳｐｅｃｔｒｕｍＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ
ｃｈｏｎｇｑｉｎｇｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
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ＬＩＥｒ－ｌｏｎｇ
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ｌ专业论坛・［Ｓｐｅｃｉａｌｉｚｅｄｆｏｒｕ闸
１９９９年．ＪｏｓｅｐｈＭｉｔｏｌａ博士在发表的一篇学术论文
重新定义认知了无线电：
“认知无线电是一个智能无线通信系统。它能够感知外界环境．并使用人工智能技术从环境中学习．通过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收到的无线信号的统计性变化，以达到以下目的：任何时间任何地点的高度可靠通信；对频谱资源的有效利用。”
中描述了认知无线电如何通过一种”无线电知识描述语言
（ＲａｄｉｏＫｎｏｗｌｅｄｇｅＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎＬａｎｇｕａｇｅ．ＲＫＲＬ）“的
新语言来提高个人无线业务的灵活性．给出了无线认知环的推理模型；并在文献中提出了频谱池（ＳｐｅｃｔｒｕｍＰｏｏｌｉｎｇ）的概念，指出采用频谱池技术能够拓展系统的可用带宽，并介绍了如何通过认知无线电技术实现频谱池：在随后的２０００年瑞典皇家科学院举行的博士论文答辩中，ＪｏｓｅｐｈＭｉｔｏｌａ详细探讨了这一理论。
三、认知无线电技术的研究现状
３．１美国方面的研究
在美国．从事认知无线电研究的机构主要有Ｂｅｒｋｅｌｅｙ．Ｒｕｔｇｅｒｓ、Ｓｔａｎｆｏｒｄ等大学和Ｉｎｔｅｌ．Ｑｕａｌｃｏｍｍ．Ｃａｎｄｅｎｃｅ．
Ｄｉｇｉｔａｌ
他认为：”认知无线电这个术语确定了这样一个观点．
即无线个人数字助理（Ｐｅｒｓｏｎａｌ
Ａｓｓｉｓｔａｎｔ．ＰＤＡ）和相
关的网络具有对于无线资源和相关的计算机与计算机之间
通信足够的计算智能，包括：作为用户环境的函数，检测用
ＴＩ等公司。其中，伯克利无线研究中心（ＢＷＲＣ）和Ｒｕｔｇｅｒｓ
大学ＷＩＮＬＡＢ实验室的工作最为显著。
户的通信需求．并且提供满足这些需求的最适当的无线资
源和服务。”
２．２
Ａ伯克利无线研究中心（ＢＷＲＣ）的研究
以Ｂｒｏｄｅｒｓｅｎ教授为代表的研究小组提出一种基于认知无线电使用非授权（ｕｎｌｉｃｅｎｓｅｄ）频谱的ＣＯＲＶＵＳ体系结构。该结构与德国Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ大学ＦｉｅｄｒｉｃｈＪ．提出的结构非
ＦＣＣ的定义
近年来．通过监测、分析无线频谱使用状况发现：虽然大部分频谱己经被分配给不同的用户．但是在相同时间、相
同地点频谱的使用却非常有限。常常是大部分频点未被使
用．而某些热点频率又处于超负荷运行。
美国联邦通信管理委员会任（ＦＣＣ）充分注意到这点，开始重新思考新的频谱资源管理政策，并于２００３年５月召开
常类似，不同之处在于通过用户分组放宽了对中心控制的
要求。
Ｂｒｏｄｅｒｓｅｎ等人给出了该系统的基本应用场景，描述了评估系统性能的参数．并且建立了粗略的系统协议功能体系，还提出了与实现相关的几个具体问题，包括：
・跨层设计问题：认知无线电系统的设计需要同时考虑ＲＦ前端灵敏度，利用针对特定一级用户的信号处理增益和网络协同共享频谱检测结果；
・提出ＦＲ前端的基本体系结构，指出需要在接收机的线性度、采样率，精度与功率之间合理折中：
・提出匹配滤波（ＭａｔｃｈｅｄＦｉｌｔｅｒ．ＭＦ）．能量检测和周期特性检测三种频谱检测方式．分析了各自的优缺点。
ＡｎａｎｔＳａｈａｉ等人从技术可行性的角度对认知无线电技
了认知无线电研讨会，讨论了利用认知无线电实现灵活使
用频谱的相关技术问题。
ＦＣＣ对认知无线电作出了相对狭隘的一个定义：“认知
无线电是指能够通过与工作环境的交互，改变发射机参数
的无线电设备。认知无线电的主体可能是软件定义无线电
（ＳｏｆｔｗａｒｅＤｅｆｉｎｅｄ
Ｒａｄｉｏ，ＳＤＲ）．但既没有软件也没有现场
可编程的要求”。同时，描述了五个可能的应用领域：
・在低人口密度和低频谱使用率（如郊区）的区域可以增加发射功率８ｄＢ：
・授权用户以可以中断的方式向认知无线电用户租借频
谱：
・利用用户的空间和时间特性动态协调频谱共享；・促进不同系统间的互操作；
・利用发射功率控制和环境判决实现多跳射频网络
（ｍｕｌｔｉ－ｈｏｐＲＦｎｅｔｗｏｒｋ）。
２．３
术进行了探讨，他们试图解决决定认知无线电技术应用的基本理论问题。
他们的研究结果表明：对子能量检测器，由于噪声的不确定性和量化误差，当信噪Ｅ［＇．（Ｓｉｇｎａｌ
ｔｏ
ＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ，ＳＮＲ）
低于某个门限后，信号具有绝对不可检测性。针对这个问题，ＡｎａｎｔＳａｈａｉ等人提出采用导引符号（Ｐｉｌｏｔｓ）辅助的方法进行信号检测。同时，他们还在文献中指出，可以根据一级用户和二级用户的距离动态调整后者的发射功率，从而提高系统性能。
Ｂ．Ｒｕｔｇｅｒｓ大学ＷＩＮＬＡＢ实脸室的研究
ＳｉｍｏｎＨａｙｋｉｎ的定义
ＳｉｍｏｎＨａｙｋｉｎ教授结合Ｊ．Ｍｉｔｏｌａ博士和ＦＣＣ对认知
无线电的解释．于２００５年２月在一篇名为”Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ
Ｒａｄｉｏ：
Ｂｒａｉｎ—ＥｍｐｏｗｅｒｅｄｗｉｒｅｌｅｓｓＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”的文章里，
手喜囊历瓣磊龟亟遁芬配技术的研堙二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二二茗，一ＯＮ．篾４１２０ｔ０Ｎｏ＋。
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一
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在美国国家自然科学基金（ＮＳＦＣ）的资助下．ＷｌＮＬＡＢ实验室与Ｇｅｏｒｇｉａ理工和ＬｕｃｅｎｔＢｅｌｌ实验室联合研发认知无线电实验平台，该平台涵盖了从物理层到网络层的所有功能。同时，该实验室还在进行基于认知无线电技术进行开放的频谱接入算法和协议及其相关技术方面的研究。遗憾的是，目前还没有发现公开发表的相关研究结果。
Ｃ．美国军方的研究
频谱池系统中ＯＦＤＭ的信道估计与预测、信道编译码和多天线对系统的影响．也没有提供链路级和系统级的性能结果，尤其是没有考虑分布式控制下的频谱池系统。
３．３国内外其它机构的研究
２００４年１０月，ＩＥＥＥ正式成立ＩＥＥＥ８０２．２２工作组，别名为“无线区域网络”（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ
ＲｅｇｉｏｎａｌＡｒｅａ
Ｎｅｔｗｏｒｋ，
ＷＲＡＮ）。该工作组致力于开发通过认知无线电技术将分配给电视广播的ＶＨＦ／ＵＨＦ频带（北美为５４ＭＨｚ－－８６２ＭＨｚ）用作宽带访问线路。其中ＥＴＲＩ、ＳＡＭＳＵＮＧ、飞利浦．摩托罗拉以及华为等多家公司加入了ＩＥＥＥ８０２．２２工作组的标准化制定过程。目前已有ＭＡｃ层及物理层初步技术提案，但仍需进一步商榷。
同时，无线世界研究论坛（ＷＷＲＦ）也密切关注认知无线电技术的发展，其第六工作组（ＷＧ６）从可重配置的网络无线资源管理的角度．提出认知无线电实现可重配置网络的技术，并讨论了当前的可实现性。
从国内来看，微软亚洲研究院正着手“Ｎａｕｔｉｌｕｓ：￥）、知．协作，环境相关的分布式控制下的无线电通信“项目，研究”使用认知无线电的概念，提供端对端（ｐｅｅｒ
ｔｏ
美国国防部高级研究计划署（ＤＡＲＰＡ）也资助了下一代
（ＮｅｘｔＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ）项目，目的在于使得美国军用通信设备可
以检测环境变化，根据所处环境选择频谱，目前尚无公开发表的研究结果。
令人感兴趣的是．美国空军研究机构在ＷＣＮＣ会议上发表了如何通过变换域波形合成的方式实现认知无线电自适应发射波形的方法。这一技术有别于传统ＯＦＤＭ，是认知无线电技术的又一选择。
由此可见．美国在军、民两方面都对认知无线电技术进行了深入研究．
３．２德国Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ大学的研究
德国Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ大学ＦｉｅｄｒｉｃｈＪｏｎｄｒａｌ教授的研究小组在德国联邦研究和技术部（ＦｅｄｅｒａｌＭｉｎｉｓｔｒｙ
ａｎｄ
ｏｆＲｅｓｅａｒｃｈ
ｐｅｅＯ机会光
谱访问”。目前，还没有关于认知无线电研究的公开报道或成果发表。
综上所述，关于认知无线电的研究正在从概念和基本理论、需求分析，逐步迈向具体实现。这些研究将涵盖从物理层至ｑＭＡＣ层以及无线资源管理直至网络体系架构的整个无线通信领域，最终将走向具体的应用。
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）移动通信项目的资助下．基于ＪｏｓｅｐｈＭｉｔｏｌａ
的“频谱池”概念，开发出一个基于ＯＦＤＭ技术的中心控制的频谱池体系架构。
这个小组的研究主要集中在以下几个方向：
・分析频谱池技术可能获得的系统带宽利用率增益；・研究中心控制频谱池系统的关键算法，包括：
Ａ．频谱检测算法：提出了通过多点分布式检测，中心控制点合并决策提高检测性能的物理层ｂｏｏｓｔｉｎｇ信令协议；从理论上分析了这种机制的检测和虚警概率。
Ｂ．基于ＯＦＤＭ的物理层技术：分析了ＯＦＤＭ用于频
四、认知无线电的频谱分配技术
在认知无线电中，为了解决频谱资源的匮乏和目前固定分配频谱利用率低的问题．就要求找到更有效的方法来充分检测和利用无线频谱资源。基本途径有两条：其一．提高频谱利用率，将已授权的用户频谱资源充分利用，减少浪
谱池系统将会面临的干扰，提出了时域加成型窗和频域
加自适应保护频段（子载波）的解决方案；ＷＬＡＮ（ＩＥＥＥ
８０２．１
针对ＯＦＤＭ费；其二，提高系统通信效率，将已获得的频谱资源与其他
资源综合优化分配．进而提高利用率．这些都涉及到频谱分配的内容。
频谱分配是根据需要接入系统的节点数目及其服务要求将频谱分配给一个或多个指定节点。频谱分配策略的选择直接决定系统容量、频谱利用率以及能否满足用户因不同业务而不断变化的需求。在分配时往往需要考虑系统的应用需要以及系统网络结构等特点．下面对不同的频谱分配技术按性质进行分类。
（１）按分配方式分类
ｌａ／ＨＩＰＥＲＬＡＮ／２）系统，分析了频谱池
系统中ＯＦＤＭ同步问题，提出了采用本地长ＰＮ序列相关的同步方案。
Ｃ．无线资源管理：初步设计了中心控制频谱池系统中
无线资源分配的方案，仿真了不同调度算法的性能，提出了频谱池组（Ｓｐｅｃｔｒｕｍ
Ｆｉｅｄｒｉｃｈ
Ｐｏｏｌｉｎｇ
Ｇｒｏｕｐ）切换的思想。
Ｊｏｎｄｒａｉ等人提出的中心控制频谱池系统体系
架构为认知无线电思想迈向现实应用提供了一个可借鉴的实例。但是．他们的研究没有考虑很多实现的关键技术，如
４２
羹密ｔ。Ｎｏ蠢：蔓蔓匣函亟鸯萤频谱分配技术的研究
ｌ专业论坛・笛ｐｅｃｉａｌｉｚｅｄｆｏｒｕｍ］
频谱分配技术按分配方式分类一般分为固定频谱分
百２（ＦｉｘＣｈａｎｎｅｌＡｌｌｏｃａｔｉｏｎ，ＦＣＡ）、动态频谱分配（Ｄｙｎａｍｉｃ
Ｃｈａｎｎｅｌ
为解决认知无线电中的频谱分配问题，认知无线电概念的提出者ＪｏｓｅｐｈＭｉｔｏｌａ博士提出了频谱共享池这一策略，之后，此概念受到了德国Ｋａｒｌｓｒｕｈｅ大学ＦｉｅｄｒｉｃｈＪｏｎｄｒａｌ教授的关注．他领导的研究组在德国联邦研究和技术部移动通信项目的资助下．开展了频谱共享池相关技术的研究。频谱共享池的基本思想是将一部分分配给不同业务的频谱合并成一个公共的频谱池，并将整个频谱池划分为若干个子信道，因此子信道是频谱分配的基本单元。基于频谱共享池策略的动态频谱分配实质上是一个受限的信道分配问题，它是以最大化信道利用率为主要目标的同时考虑干扰的最小化和接入的公平性。
（２）下一代（ｎｅｘｔＧｅｎｅｒａｔｉｏｎ．ＸＧ）计划
为开展如何更有效地利用频谱资源的问题的研究．美国国防高级研究计划局（Ｔｈｅ
ＤｅｆｅｎｓｅＡｄｖａｎｃｅｄ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ
Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ，ＤＣＡ）和混合频谱分ｍ己（Ｈｙｂｒｉｄ
Ｃｈａｎｎｅｌ
Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ，ＨＣＡ），本文的第四章将对上述３中分配方式进行
描述。在认知无线电中，频谱分配算法的设计要求以对可用
频谱的检测以及发射功率控制的要求为基础，选择适应无线环境时间变化特征的频谱分配策略，因此．认知无线电中的频谱分配以动态频谱分配为主。利用动态频谱分配可以提高无线通信的灵活性．频谱利用率．可使授权用户和认知用户之间避免冲突并公平地共享频谱。
（２）按网络结构分类
频谱分配技术按网络结构分类可分为：集中式频谱分配和分布式频谱分配。集中式频谱分配指网络小区中存在
一个中心实体（如基站），完成对小区各用户的频谱分配。在
认知无线电中，要求小区用户能够周期性的检测可用频谱，
ＰｒｏｊｃｏｔＡｇｅｎｃｙ，ＤＡＲＰＡ）启动了下一代ＸＧ计划．主要致力
将检测结果报告中心实体，中心实体由此生成频谱分配表
完成对频谱的统一管理；分布式频谱分配指网络小区采用分布式结构．无中心控制节点，小区中每一个用户都参与可用频谱的检测和频谱的分配工作．频谱分配结果与节点采用的策略有关。
认知无线电按其自身网络结构特点可采用集中式频谱分配方式或分布式频谱分配方式．目前针对两种方式的研究都有较多成就。
（３）按合作方式分类
频谱分配技术按合作方式分类可分为：合作式频谱分配与非合作式频谱分配。合作式频谱分配指小区中各节点相互合作．节点的频谱分配策略不仅考虑本节点的应用需求，还考虑此策略对其他用户造成的影响。因此．集中式频谱分配都属于合作式分配方式，当然．在分布式网络结构中也存在合作式的频谱分配；非合作式频谱分配指节点的频谱分配策略只考虑节点本身的需要．这类用户可定义为自私用户，在这类分配方式下．系统的频谱利用率较之合作式分配方式会有所下降。
于开发允许多用户共享使用频谱的技术。其中．实现灵活的频谱分ｊｍ己是＿ＸＧ计划的主要目标之一，如何检测并描述无线电环境．辨认可用频谱以及合理分配频谱构成了整个ｘＧ计
划频谱共享研究的核心。
（３）端到端可重配置（Ｅｎｄ・ｔｏ—Ｅｎｄ
Ｅ２Ｒ）
Ｒｅｃｏｎ６９ｕｒａｂｉｌｉｔｙ．
Ｅ２Ｒ是欧洲委员会第六框架项目（ｔｈｅ
６ｔｈＦｒａｍｅｗｏｒｋ
ＰｒｏｇｒａｍｍｅｒｏｆｔｈｅＥｕｒｏｐｅａｎＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）的一个综合性项
目。Ｅ２Ｒ系统可为多种空中接口．协议和应用提供通用的平台和相关的工作环境．通过基于认知算法的可升级和可重配置的架构来优化资源利用；同时可重配置性可以灵活地修改相关设备的软件设置，提高网络和设备的性能。
Ｅ２Ｒ系统要求实现１２个系统功能：服务级协议．安全，干扰、下载，设备重配置，重配置管理．服务适应．垂直移交．服务供应．系统监测、动态资源管理．频谱转移。其中，动态资源管理主要集中于对频谱分配策略的研究。
（４）ＩＥＥＥ８０２．１６ｈ
为解决ＷｉＭＡＸ发展的频谱匮乏问题．ＩＥＥＥ８０２．１６成立了ＩＥＥＥ
８０２．１６Ｉ旺作组．致力于改进诸如增强的媒体接入
五、频谱分配技术的国内外研究现状
由于认知无线电中用户对带宽的需求、可用信道的数量和位置都是随时变化的，灵活有效的频谱分配算法显得至关重要。为此，国内外各研究机构开展了大量的工作，一些研究成果也已经得到了公认，其它较有价值的研究方向也在不断进行当中。
（１）频谱共享池（ＳｐｅｃｔｒｕｍＰｏｏｌｉｎｇ）
控制等机制．以确保基于ＩＥＥＥ８０２．１６的免授权许可系统之间的共存．以及与有授权用户之间的共存。ＩＥＥＥ８０２．１６ｈ使ＷｉＭＡＸ能够满足ＦｃＣ的要求．作为认知用户使用空白的地面电视频道。在标准修订完善的过程中．灵活高效的频谱分配策略是无线资源管理方向研究的重点。
（５）ＩＥＥＥ８０２．２２
（下转第６１页）
李二龙／认知无线电频谱分配技术的研究
霍一ｊＬ竺１０Ｎｏ．２Ｉ
４３
ｌ运营探讨・ＪＤｐｅｒａｔｉｏｎｄｉｓｃｕｓｓｉｏ壤
际纛习
Ｊ竺｜
进行数据传输。经测试．传输最大帧长时能达］§ＪＪＳ０－－９０ＭＢ的速度。
≤≤≥珍一ｊ
是
ＨＢＡ卡是主机接入ＳＡＮ的必不可少的接入设备。本文基于Ｌｉｎｕｘ主机和ＸｉｌｉｎｘＦＰＧＡ开发板（ｍ１５５５）．成功设计并实现了ＨＢＡ．卡的基本登录流程。
［１］ｌ回复接受帧Ｉ
【．．．．．．．．，．．．．．．一。＋—一
是
否
富宦度宦
图４ＰｒｏｃｅｓｓＬｏｇｉｎ流程
参考文献
【１】Ｔｏｍ
Ｃｌａｒｋ．存储区域网络设计——实现光纤通道
和ＩＰＳＡＮ的实用指南［Ｍ】．电子工业出版社，２００５．
［２】ＡＮＳＩＩＮＣＩＴＳ．ＦｉｂｅｒＣｈａｎｎｅｌＬｉｎｋＳｅｒｖｉｃｅｓ（ＦＣ—ＬＳ）．２００６．
【３】ＡＮＳＩＩＮＣＩＴＳ．ＦｉｂｅｒＣｈａｎｎｅｌＧｅｎｅｒｉｃＳｅｒｖｉｃｅｓ一５（ＦＣ－ＧＳ－５）．２００６．
方。发起方一般对应于ＦＣ－４中的Ｉｎｉｔｉａｔｏｒ。右侧对应于接收方，及被动等待ＰｒｏｃｅｓｓＬｏｇｉｎ的一方。接收方～般对应于
ＦＣ－４中的Ｔａｒｇｅｔ。
登录完成之后．ＨＢＡ卡就可以通过我们提供的ＡＰＩ向想要访问的ＮＰｏｒｔ发送数据帧了。
作者简介
三、结束语
该ＨＢＡ卡及相关驱动设计完成后，我们将其与商用
Ｂｒｏｃａｄｅ
李伟，男，１９８７年生，四川成都人，电子科技大学通信与信息工程学院研究生，主要研究光纤通道网络、ＦＣ相关协议；
涂晓东，男，１９７０年－生，四川成都人，电子科技大学副教授，主要研究方向为存储网络交换路由与安全技术、Ｔ比特级路由器的大容量交换网络结构等。
ＳｉｌｋｗｏｒｍＥ２００光纤通道交换机进行了直连。通过
交换机上的管理软件，可以看到交换机将我们的设备识别
为一块ＨＢＡ卡。通过在交换机两个端口上模拟ＨＢＡ卡．登录过程完成之后，可以通过向上层提供的接口通过交换机
（上接第４３页）
２００４年．ＩＥＥＥ正式成立ＩＥＥＥ８０２．２２工作组．致力于ｗＲＡＮ标准的制定，目的是使用认知无线电的技术，将分配给电视广播的ＶＨＦ／ＵＨＦ频带（北美为５４ＭＨｚ－８６２ＭＨｚ）的频率用作无线宽带接入。在标准的制定过程中，ＷＲＡＮ小区与授权用户小区的共存问题引起了业界的广泛研究．其中合理的动态频谱分配政策成为研究的热点问题之一。
３－１８：
［２】ＡｃｈａｒｙａＪ，ＹａｔｅｓＲ．”ＡＦｒａｍｅｗｏｒｋｆｏｒＤｙｎａｍｉｃＳｐｅｃｔｒｕｍＳｈａｒｉｎｇｂｅｔｗｅｅｎＣｏｇｎｉｔｉｖｅＲａｄｉｏｓ．”Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ
ＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆＩＣＣ２００７，Ｊｕｎｅ２００７．
【３】ＭａＬ，Ｈａｎｚ，ＳｈｅｎＣＣ．Ｄｙｎａｍｉｃｏｐｅｎｓｐｅｃｔｒｕｍ
ｓｈａｒｉｎｇ
ＭＡＣｐｒｏｔｏｃｏｌｆｏｒｗｉｒｅｌｅｓｓａｄｈｏｃｎｅｔｗｏｒｋ［Ｊ】．
Ｄｙ
Ｐｒｏｃ．ＩＥＥＥ
ＳＰＡＮ２００５．２００５：２０３—２１３
［４】ＳｉｍｏｎＨ．Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅｒａｄｉｏ：ｂｒａｉｎ－ｅｍｐｏｗｅｒｅｄ
六、结束语
认知无线电技术是解决当前无线电频谱资源日益紧张问题的最佳方案。频谱分配技术是决定认知无线电能否实
ｗｉｒｅｌｅｓｓｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ［Ｊ】．ＩＥＥＥｊｏｕｒｎａｌＡｒｅａｓｉｎＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ。２００５，２３：２０１・２２０
ｏｎＳｅｌｅｃｔｅｄ
［５】周贤伟，孟潭．认知无线电研究综述［Ｊ】．电讯技术，
２００６（６），１－６
［６】６
现的关键技术之一。认知无线电频谱分配技术仍然不是很成熟，还有很多问题有待解决。在今后几年，认知无线电频
谱分配技术必将引起越来越多的关注和研究。
周小飞，张宏纲．认知无线电原理与应用．北京：北
京邮电大学出版社．２００７．
参考文献
［１］Ｊ．Ｍｉｔｏｌａ
Ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ
作者简介
Ｒａｄｉｏ：ｍａｋｉｎｇｓｏｆｔｗａｒｅｒａｄｉｏｓ
李二龙（１９７９－），男，陕西渭南人，硕士研究生。研究方向为认知无线电。
ｍｏｒｅｐｅｒｓｏｎ［Ｊ】．ＩＥＥＥＰｅｒｓｏｎａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，１９９９，６（４）：１
…一一一事伟涂晓东／光纤通道ＨＢＡ卡登录过程流程的设计与实现
薹二磊１０Ｎｏ．２釜２
Ｎ０。２
６～１