1.3.2 从软件无线电到认知无线电

软件无线电已经能够成功完成有益于用户与网络，有利于降低频谱拥挤的任务。软件无线电使得电子设备在有限方式下具有多方面的功能。

为了提高频谱利用率、减少频谱空洞，软件无线电发展到了它的最高形式：认知无线电。

1. 认知无线电的概念

认知无线电就是利用频谱空洞提高频谱利用率的软件无线电。认知无线电可以看作具有环境感知能力、主动学习能力的智能化的软件无线电。

软件无线电与认知无线电的概念，最早都是由Joseph Mitola III首创的。

1992年，Joseph Mitola III首次明确提出软件无线电的概念，给出了软件无线电的第一个定义。

1999年，Joseph Mitola III首次明确提出认知无线电的概念，描述了如何利用认知无线电来增强个人无线业务的灵活性。

2. 认知无线电系统的能力

基于认知无线电的系统是一种智能无线通信系统，它具有以下能力：

（1）感知与学习。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（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：

● 任何时间的任何地点的高度可靠通信；

● 对频谱资源的有效利用。

（2）交互与改变。认知无线电是能够基于与其工作环境的交互，改变发射机参数的无线电。

（3）感知与调整。认知无线电是一种能够感知其工作环境并可以根据这些知识动态自主地进行相应无线电参数调整的无线电或者系统。

（4）推理与调整。认知无线电是一种可以对其工作环境进行感知、自主推理并进行相应调整的无线电。

（5）训练与调整。认知无线电可以通过训练来提高，通过训练系统可以实现动态自主的工作参数调整。

这种认知无线电可以利用知识表示、自动推理和机器学习机制，建立、开展或者终止与其他无线电的通信或网络功能。

3. 认知无线电、软件无线电与硬件无线电的比较

表1-4给出了硬件无线电、软件无线电与认知无线电的结构对比，以便于读者进一步理解软件无线电与认知无线电。

表1-4 硬件无线电、软件无线电与认知无线电的结构对比