共享无线电频谱

无线电频谱随着无线业务的发展，越来越多的用户接入到无线系统中，从而造成了频谱资源的紧缺。在当前固定频谱分配制度中，每个用户授权使用固定频带，而其他非授权用户不能使用该频带，这造成了频谱利用率低。为了缓解频谱紧缺的问题和提高频谱利用率，2000年Joseph Mitola提出了认知无线电（CR，cognitive radio）的概念。认知无线电作为一种智能的频谱分配技术，能使工作在授权频段的非授权用户实时自适应的改变系统工作参数，动态地检测利用空闲频谱并且与主用户共享同一频谱同时不会对其产生有害的干扰。这种频谱接入方式大大的提高了系统整体的频谱利用率。 目前，认知无线电的研究主要集中在以下四个方面： •频谱感知(Spectrum Sensing)：频谱感知的功能是快速而准确地检测空闲的频谱资源，以便认知用户在使用该频谱时不会对主用户产生干扰。 •频谱接入(Spectrum Access)：频谱接入的功能是根据频谱感知获得空闲频谱的信息以及认知用户的需求信息如何使认知用户接入这些可用频谱。 •频谱切换(Spectrum Handover)：频谱切换的功能是当主用户重新使用授权频谱或者当前频谱资源被过多认知用户使用而无法满足其QoS时，为认知用户提供其它可以使用的空闲频谱以达到无缝通信的目地。 •频谱共享(Spectrum Sharing)：频谱共享的功能是当认知用户与主用户同时工作时，同时保证认知用户和主用户的QoS。 无线信号在传送过程中，经过建筑物反射，绕射，到达接收端会产生不同的延时，产生多份信号，信号之间相位不同，在接收端叠加会使信号产生严重的多径衰落。接收端的分集接收解决了这一问题，MIMO 允许多个天线同时发送和接收多个信号，并能够区分发往或来自不同空间方位的信号。对于用户终端设备体积和功率的限制，在手持设备接收端采用多天线是不合理的，于是提出了协作通信的概念。一定区域的用户利用各自的天线形成一个协同簇，彼此之间可以通过共享天线作为中继，形成一个虚拟的MIMO系统，从而获得分集增益，改善通信性能。