認知無線電（Cognitive Radio，CR）的學習能力是使它從概念走向實際應用的真正原因。有了足夠的人工智能，它就可能通過吸取過去的經驗來對實際的情況進行實時響應，過去的經驗包括對死區、干擾和使用模式等的了解。這樣，CR有可能賦予無線電設備根據頻帶可用性、位置和過去的經驗來自主確定采用哪個頻帶的功能。隨著許多CR相關研究的展開，對CR技術存在多種不同的認識。最典型的一類是圍繞Mitola博士提出的基于機器學習和模式推理的認知循環模型來展開研究，他們強調軟件定義無線電（Software Defined Radio，SDR）是CR實現的理想平臺。

　　認知無線電的應用有哪些_民用領域

　　1、在WRAN中的應用

　　IEEE已于2004年10月正式成立IEEE 802.22工作組——無線區域網絡（WRAN）工作組，2007年下半年完成標準化工作。IEEE 802.22的核心技術就是CR技術，其目的是研究基于認知無線電的物理層、媒體訪問控制（MAC）層和空中接口，以無干擾的方式使用已分配給電視廣播的頻段，將分配給電視廣播的甚高頻/超高頻頻帶（北美54～862 MHz）的頻率用作寬帶接入頻段。依據IEEE 802.22功能需求標準，WRAN空中接口面臨的主要挑戰是靈活性和自適應性。此外，相比別的IEEE標準，IEEE 802.22空中接口的共存問題也很關鍵，如偵聽門限、響應時間等多種機制還需要做大量的研究。

　　2、 在Ad Hoc網絡中的應用

　　當認知無線電技術應用于低功耗多跳Ad Hoc網絡中時，需要新的MAC協議和路由協議支持分布式頻率共享系統的實現。一般的多跳Ad Hoc網絡在發送數據包時需要預先確定通信路由，采用CR技術后，因來自周圍無線系統的干擾波動較大，需要不斷地更改路由。因此，用于Ad Hoc網絡中的傳統路由技術不再適用。針對這種情況，有研究者提出了采用空時塊碼（Space Time Block Code， STBC）分布式自動重傳請求（Automatic Repeat request， ARQ）技術，利用包的重傳來代替路由技術，該方法可根據周圍的環境，避開干擾區域自適應選擇路由。

　　此外，由于網絡路由協議的最優選擇很大程度上依賴于物理層環境（如移動性、傳播路徑等）的變化和應用的需求（如QoS）等，而在Ad Hoc認知無線電網絡中，多種業務的QoS需求的變化要比網絡拓撲的變化還要快。因此，有必要研究次優化路由協議，以保證長期的網絡性能優化。

　　3、在UWB中的應用

　　最初將CR技術應用于UWB系統中，即認知UWB無線電技術的提出是為了實現直接序列超寬帶（Direct Sequence UWB， DS-UWB）和多頻帶正交頻分復用（Multiband Orthogonal Frequency Division Multiplexing， MB-OFDM）兩種UWB標準的互通，以及解決IEEE 802.15.3a物理層DS-UWB和MB-OFDM兩種可選技術標準競爭陷入僵局的問題。

　　由于UWB系統與傳統窄帶系統之間存在著不可避免的干擾，將CR技術與UWB技術相結合以解決干擾問題，已成為近幾年研究的熱點，尤其是對UWB系統中基于CR的合作共存算法的研究較多。一個有效的方法是考慮將CR機制嵌入到UWB系統中。如以跳時-脈沖位置調制（Time Hopping-pulse Position Modulation， TH-PPM）為例，通過預先檢測到的干擾頻率，并相應選擇合適的跳時序列，可將UWB系統與傳統窄帶系統間的干擾減至最小。

　　4、在WLAN中的應用

　　具有認知功能的無線局域網（WLAN）可通過接入點對頻譜的不間斷掃描，從而識別出可能的干擾信號，并結合對其它信道通信環境和質量的認知，自適應地選擇最佳的通信信道。另外，具有認知功能的接入點，在不間斷進行正常通信業務的同時，通過認知模塊對其工作的頻段以及更寬的頻段進行掃描分析，從而可盡快地發現非法惡意攻擊終端。這樣的技術應用在其它類型的寬帶無線通信網絡中也會進一步提高系統的性能和安全性。

　　但是，盡管認知無線電的智能性得到很多的認可，實際上還是存在很多否定意見。

　　5、在網狀（Mesh）網中的應用

　　認知Mesh網絡是近幾年出現的全新的網絡結構，它具有無線多跳的網絡拓撲結構，通過中繼的方式有效地擴展網絡覆蓋范圍。由于微波頻段受限于視距傳輸，基于認知無線電技術的Mesh網絡將有利于在微波頻段實現頻譜的開放接入。

　　6、在多入多出（MIMO）系統中的應用

　　在無線通信許多新的研究熱點中，都有認知無線電可應用的場合。認知MIMO技術可顯著地提高無線通信系統的頻譜效率，這是認知無線電技術的主要目標，故將MIMO技術引入到認知無線電系統中，將能提供載波頻率和復用增益的雙重靈活性。

　　值得關注的是，認知無線電技術不但引起了學術界的相當關注，工業界對如何將其應用于實際通信系統也產生了濃厚的興趣。墨爾本的Adapt4LLC公司在2006年2月宣布已開發出是世界最早的商用CR系統XG1，該系統取得美國FCC的認證，可以在一些授權頻段未使用的情況下使用該頻段進行通信。關于認知無線電在未來多媒體移動通信中的應用，文獻從多個方面進行了詳細的分析與論述，在此不再贅述。

　　認知無線電的應用有哪些_軍事領域

　　1、認知無線電在軍事領域發揮的作用

　　（1）提高通信系統容量

　　無線頻譜資源短缺的問題，不僅在民用領域比較突出，在軍用領域也是如此。尤其是在現代戰爭條件下，多種電子設備在有限的地域內密集開設，將使得頻譜資源異常緊張。而且，隨著民用無線電設備的更新換代和用戶數量的急劇增加，對頻譜的需求也越來越多。有一些國家的一些組織已經申請將部分軍用頻譜劃歸民用。這一動向無疑將更進一步加劇了軍用無線電頻譜資源短缺的問題。而CR能夠動態利用頻譜資源，理論上可使頻譜利用率提高數十倍。因此，即使是部分采用CR，也能較大幅度提高整個通信系統的容量。

　　（2）提高頻譜管理效率

　　戰場頻譜管理是一個非常重要的課題，各國軍方都非常重視這一問題的研究。然而，目前基本都采用固定頻率分配的形式進行戰場頻譜分配。從實戰情況來看，這種方案是不完全成功的。一方面，這種分配方案不但導致頻譜資源利用率較低，而且容易導致系統內部或者友軍之間互相產生電磁干擾；另一方面，這種分配方案需要在戰斗開始前花費大量的時間進行頻譜規劃；此外，通信頻率一旦確定，在戰斗狀態下，無論發生什么情況都無法更改。因此，在戰場形勢瞬息萬變的現代戰爭中，固定頻譜分配方案容易貽誤戰機。CR能夠對所處區域的戰場電磁環境進行感知，對所需帶寬和頻譜的有效性進行自動檢測。因此，借助CR可以快速完成頻譜資源的分配，在通信過程中還可以自動調整通信頻率。不僅提高了組網的速度，而且提高了整個通信系統的電磁兼容能力。

　　（3）提供電子對抗能力

　　電子對抗的傳統做法是首先通過戰場無線電檢測，偵察戰場電子環境，然后將偵察到的情況通過戰役通信網傳達給電子對抗部隊，由擔任電子對抗任務的部隊實施干擾。這種方式不僅需要大量的人力物力，而且需要擔任電磁環境偵察和電子對抗的部隊密切配合。因此，從偵察到實施干擾的周期較長，容易貽誤戰機。CR通過感知戰場電磁頻譜特性，能夠快速、準確地進行敵我識別。可以一邊進行電磁頻譜偵察，一邊快速釋放或躲避干擾，實現傳統無線電所不具備的電子對抗能力。

　　（4）增強系統互聯互通能力

　　目前，各軍兵種裝備了數量眾多、型號各異的電臺。這些電臺工作頻率、發射功率、調制方式等各不相同，無法實現互聯互通，已成為制約三軍聯合作戰的一個重要因素。CR能夠覆蓋很寬的頻段，并且用軟件來實現信號的基帶處理、中頻調制以及產生射頻信號波形。通過自主加載不同的軟件就可以使得一部CR技能與短波電臺通信，也能與超短波電臺通信，甚至能夠與衛星通信。正是因為CR能夠自主學習網絡的通信協議和服務，從而能從根本上提高系統的互操作性和互聯互通能力。

　　除了以上功能和優點外，CR還提供定位及環境感知功能，具有不易受民用無線電干擾、組網快捷等優點，這些都是傳統無線電無法替代的優勢所在。

　　2、認知無線電在軍事領域的應用

　　基于在軍事領域具有的功能和優點，認知無線電在軍事領域有著廣泛的應用前景，最重要的兩項軍事應用領域是頻譜管理和抗干擾通信。

　　（1）頻譜管理

　　美國聯邦通信委員會把它看成是可能對頻譜沖突產生重大影響的少數幾種技術之一，而美國軍方則因為它們在頻譜規范方面面臨著巨大的難題，所以也對認知無線電十分感興趣。無論是進行軍事演習和聯合作戰，或是在國內進行培訓，軍方都遇到有關頻率分配的巨大問題。有了認知無線電技術，軍方將不再局限于一個動態的頻率規劃，而是可以從根本上適應需求的變化。

　　為此，美國國防部提出下一代無線通信（XG）項目，初期投資1700萬美元。該項目將研制和開放頻譜捷變無線電（Spectrum Agile Radio），這些無線電臺在使用法規的范圍內，可以動態自適應變化的無線環境。XG項目的承包商雷聲公司稱，在不干擾其它無線電臺正常工作的前提下，該項目可使目前的頻譜利用率提高10～20倍。雷聲公司在該研究中采用的就是認知無線電技術。目前正計劃在實際環境中對其進行驗證，并為XG技術向軍事和潛在的商業應用移植作準備。 　　靜態的、集中的頻譜分配策略已不能滿足靈活多變的現代戰爭的要求。未來通信的頻譜管理應該是動態的、集中與分布相結合的，每一部電臺都將具有無線電信號感知功能（偵察功能）。軍用認知無線電如能將通信與偵察集成到一部電臺里，那么組成的通信網絡就具有很多的感知節點和通信節點。軍用認知無線電臺還可以使軍方根據頻譜管理中心分配的頻率資源與感知的頻率環境來確定通信策略，而頻譜管理中心還可以從軍用認知無線電臺獲取各地區的頻譜利用及受擾信息。這樣就形成了集中與分布式相結合的動態頻譜管理模式，使得部署更加方便。

　　（2）高抗干擾通信

　　在未來的戰場環境中，抗干擾將是軍事通信的一個重要課題。軍用認知無線電臺將大大提升電臺的抗干擾水平。應根據頻譜感知、干擾信號特征以及通信業務的需求選取合適的抗干擾通信策略。比如，進行短報文通信時，可以采用在安靜頻率上進行突發通信的方式；當敵方采用跟蹤式干擾時，可采用變速調頻等干擾策略。