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認知無線電

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認知無線電(英語:Cognitive radio),又稱感知無線電,是一種通信技術。認知無線電是利用頻譜間的空隙,即頻譜空洞(Spectrum Holes)進行動態頻譜接入(Dynamic Spectrum Access)與傳輸,以達到在擁擠頻譜空間進行訊息傳輸,提高頻譜空間利用率的技術。

歷史

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認知無線電是由美國學者約瑟夫·米托拉(Joseph Mitora)在西元1999年提出的[1]。由於不斷增加的無線電設備,以及人類可用的頻段是有限的,科學家開始尋找解決頻譜不足的辦法。感知無線電就是一種解決方法:當某一無線電設備在不傳輸的時候(比如有些廣播電台在半夜會停播),具有感知無線電技術的裝置可以檢測到這一可用的頻段,並且利用它去傳輸自己的信息。

IEEE 802.22是第一個基於認知無線電建立的通訊標準[2],其他例子包含IEEE P1900.4等。現今許多通訊技術是從感知無線電的相關研究中產生的,最常見例子包括了頻譜感知載波聚合等。而動態頻譜接入的概念,在最新的通訊技術研究中,仍是一個解決頻譜不足問題的重要方向。

運作

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感知無線電的工作分為兩大階段,第一階段是感知,此時感知無線電利用能量檢測感知(Energy Detection Scheme)、循環平穩感知(Cyclostationary Scheme)、匹配濾波感知(Matching Filter)或其他方式去檢測可用的頻段。

在第二階段時,感知無線電利用檢測到的可用頻段去傳輸自己的信息。要留意的是,檢測到的可用頻段可能是其他無線電設備的頻段,只不過那個無線電設備當時不在進行信號傳輸。所以在傳輸一定時間之後,為了避免干擾到其他無線電設備,感知無線電必須重新檢測可用頻段。

參考文獻

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  1. ^ J. Mitola and G. Q. Maguire, 「Cognitive radio: Making software radios more personal,」 IEEE Pers. Commun., vol. 6, no. 4, pp. 13–18, Aug. 1999.
  2. ^ Y. -C. Liang, K. -C. Chen, G. Y. Li and P. Mahonen, "Cognitive radio networking and communications: an overview," in IEEE Transactions on Vehicular Technology, vol. 60, no. 7, pp. 3386-3407, Sept. 2011, doi: 10.1109/TVT.2011.2158673