2003年12月,FCC在其规则的第15章公布了修正案。法律规定[7]“只要具备认知无线电功能,即使是其用途未获许可的无线终端,也能使用需要无线许可的现有无线频带”,这为新的无线资源管理技术奠定了法律基础。WRAN的目的就是使用认知无线电技术将分配给电视广播的VHF/UHF频带(北美为54~862MHz)的频率用作宽带访问线路,将空闲频道有效地利用起来。IEEE802.22标准工作组于2005年9月完成了对WRAN的功能需求和信道模型文档,2006年开始对各个公司提交的提案进行审议和合并,并于2006年3月形成了最终的合并提案作为编写标准的基础。
UWB技术产生于20世纪60年代,当时主要应用于脉冲雷达(ImpulseRadar),美国军方利用其进行安全通信中的精确定位和成像。至20世纪90年代之前,UWB主要应用于军事领域,之后UWB技术开始应用于民用领域。UWB由于具有传输速率高、系统容量大、抵抗多径能力强、功耗低、成本低等优点,被认为是下一代无线通信的革命性技术,而且是未来多媒体宽带无线通信中最具潜力的技术。
认知无线电采用频谱感知技术,能够感知周围频谱环境的特性,通过动态频谱感知来探测“频谱空洞”,合理地、机会性地利用临时可用的频段,潜在地提高频谱的利用率。与此同时,认知无线电技术还支持根据感知结果动态地、自适应地改变系统的传输参数,以保证高优先级的授权主用户对频段的优先使用,改善频谱共享,与其他系统更好地共存。
以IEEE802.11标准为基础的无线技术已经成为WLAN技术的主流,通过接入无线网络实现移动办公已经成为很多人生活方式的一部分。随着无线局域网的普及,频谱资源越来越紧张,某些工作频段的通信业务近乎达到饱和状态,无法满足新的业务请求;同时,某些其他频段比较空闲,能够提供更多的可用信道。在这样的背景下,认知无线电技术的出现和发展为解决以上问题带来了新的思路。认知无线电技术能通过不断扫描频谱段,获得这些可用信道的信道环境和质量的认知信息,自适应地接入较好的通信信道,这正是解决WLAN频段拥挤问题的方法。因此认知无线电技术对于WLAN而言更具有吸引力。而且无线局域网具有工作区域小、工作地点灵活、无线环境相对简单等特点,更有利于认知无线电技术的实现。
无线Mesh网络是近年来出现的具有一种无线多跳(Multi-hop)的网络结构。在Mesh网络中,每个节点可以和一个或者多个对等节点直接通信;同时也能模拟路由器的功能,从邻近节点接收消息并进行中继转发。这样,Mesh网络通过邻近节点之间的低功率传输取代了远距离节点间的大功率传输,实现了低成本的随时随地接入。网络中所有节点之间是相互协作的,如果Mesh网络中的一条链路失效了,网络可以通过替代链路将信息路由到目的地,优化了频谱的使用。
认知无线电和无线Mesh网络结合,正是在增大网络密度和提高服务吞吐量的发展趋势下提出来的,适用于可能有严重的线路争用情况的人口稠密城市的无线宽带接入。认知Mesh网络通过中继方式可以有效地扩展网络覆盖范围,当一个无线Mesh网的骨干网络是由认知接入点和固定中继点组成时,无线Mesh网的覆盖范围能够大大增加。尤其是在受限于视距传输的微波频段,认知Mesh网络将有利于在微波频段实现频谱的开放接入。
一般的多跳Ad-hoc网络在发送数据包时会预先确定通信路由。认知无线电技术能够实时地收集信息并且自动选择波形,并向各方通知尚未使用的频率信息,适用于具有不可提前预测的频谱使用模式的应用场景。因此,当认知无线电技术应用于低功耗多跳Ad-hoc网络,能够满足分布式认知用户之间的通信需求。
由于认知无线电系统可根据周围环境的变化动态地进行频率的选择,而频率的改变通常需要路由协议等进行相应调整,因此,基于认知无线电技术的Ad-hoc网络需要新的支持分布式频率共享的MAC协议和路由协议。 2100433B