认知无线电能自动感知所处的频谱环境，发现频谱空洞并利用它，在很大程度上提高频谱利用率。
日前，欧盟决定开放2G的900Mhz和1800Mhz频谱用于未来4G的发展;美国联邦通信委员会欲拍卖广电的频谱引起冲突。全球针对频谱资源的争夺逐渐白热化。
随着无线通信业务需求的快速增长，可用频谱资源变得越来越稀缺。一方面，人们竭力争取新划分的频段。另一方面，人们也逐渐意识到，全球授权频段尤其是信号传播特性比较好的低频段频谱的利用率极低。
以美国为例，美国联邦通信委员会(FCC)的大量研究报告表明，频谱的利用情况极不平衡，一些非授权频段占用拥挤，而有些授权频段则经常空闲。来自美国国家无线电网络研究实验床(NRNRT)项目的一份测量报告显示，3GHz以下频段的平均频谱利用率仅有5.2%。
正是为了解决频谱资源紧张与现有频谱利用率不高的矛盾，人们提出了认知无线电理念。认知无线电能自动感知所处的频谱环境，发现频谱空洞并利用它，就能在很大程度上提高频谱利用率。
已经存在多种应用
关于认知无线电的研究自从该理念提出之日起到现在从没有停止过。目前，认知无线电理念已经有很多应用。
工作于5GHz频段的IEEE802.11a网络，采用动态频率选择(DFS)和发送功率控制(TPC)机制，避免与雷达信号相互干扰。此外，高速下行分组接入(HSDPA)、cdma20001xEv/Do网络都采用一种认知调制过程，通过确认用户需要的服务，识别用户工作的最佳环境，进而设定最有效的调制方案、数据速率及发送功率等以满足用户的QoS需求。
目前主流的通信设备商如华为、中兴、爱立信、诺基亚西门子通信等都把软件无线电技术应用于自己的网络解决方案中。诺西更是于近日推出了动态无线电架构，让网络容量能够分配到最需要的地方，有专家认为该构架是认知无线电理念的一次创新实践。
然而，这还仅仅是认知无线电功能的一部分，这些技术可以按渐进的方式扩展直到实现认知无线电的全部性能。
两方面技术难题
有关认知无线电领域的技术攻关主要集中在两个方向：第一，提升网络对环境的感知功能，这是认知无线电技术成立的前提。第二，动态分配频谱，这是认知无线电技术的目标。
只有在环境感知和检测的基础上，才能使用频谱资源。频谱感知的主要功能是监测一定范围的频段，检测频谱空洞。频谱侦听和主用户检测是该领域的关键技术。认知用户相比主用户具有更低的频谱接入优先权。为不对主用户造成有害干扰，认知用户需能够独立地检测出空闲频谱及主用户的出现。这就要求认知用户能够实时地连续侦听频谱，以提高检测的可靠性。为对主用户不造成有害干扰，可靠检测概率要求达到99.9%。
在动态频谱分配方面，由于认知无线电网络中用户对带宽的需求、可用信道的数量和位置都是随时变化的，传统的语音和无线网络的动态频谱分配(DSA)方法不完全适用。另外，要实现完全动态频谱分配受到很多政策、标准及接入协议的限制。因此目前基于认知无线电的DSA的研究主要基于频谱共享池这一策略。频谱共享池的基本思想是将一部分分配给不同业务的频谱合并成一个公共的频谱池，并将整个频谱池划分为若干个子信道，因此信道是频谱分配的基本单位。诺基亚西门子通信推出的动态无线电技术的核心就在于基带池的动态分配与共享。
应用前景广阔
目前，移动通信领域面临的很多问题都与频谱利用率低有关。而认知无线电技术的引入，将有效提高频谱效率。
首先，随着网络的不断演进，新的网络制式不断涌现。在新老系统交替期间，用户的不断迁移，有的系统因负载低而频谱使用率不高，有的系统负载过重频谱分配不足。通过认知的方式，得到相关系统的频谱使用情况，并通过对这些的系统进行重配，将空闲频谱借用给负载重的系统，就可能很好地满足用户的需求。欧盟将2G频谱划分4G也正是处于网络升级过程中充分利用低频段优良频谱的考虑。
其次，认知无线电将有助于解决无线通信领域一直存在的资源分配不均的问题。例如，潮汐效应。潮汐效应是随着移动通信和蜂窝技术的诞生而一直存在着的。其主要是指，在一段时间内，某一区域中用户会从几个小区迁移到另一些小区中，如上班时间用户都会从住宅区进入工作区。通过资源的重配能够解决单一系统中的潮汐效应以及多系统共存时的潮汐效应。
同时，多系统共存时，不同系统间业务带来的资源优化问题，也可以通过认知技术在系统间进行资源的重配，以满足不同系统的需求。例如，GSM的优势在于语音业务，而对于3G和LTE系统来说，数据、多媒体业务可能会较多一些，而且这些业务对资源的需求也较多。
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技术
认知无线电(CR)是在软件无线电(SDR)的基础上发展起来的一种新的智能无线通信技术，它是SDR的扩展，它使SDR从预先定义协议的盲目执行者转变成无线电领域的智能代理。SDR关注的是无线电系统信号处理的实现方式，而CR是指无线系统能够感知操作环境的变化。
政策
认知无线电目前的发展瓶颈是管制政策。现在全球无线电管制政策主要是固定分配策略，一段频谱资源一旦划分给某个业务，该业务都将在全部时间和指定地理位置上完全占有这些资源。这种政策造成了巨大的浪费。在2007年世界无线电大会上，各国一致同意将认知无线电的管制政策列入2012年世界无线电大会的议程。
标准
认知无线电发展处于初级阶段，但已得到了各界的关注。最引人关注的是IEEE802.22工作组的工作，该工作组制订了利用空闲电视频段进行宽带无线接入的技术标准，这是第一个引入认知无线电概念的IEEE技术标准化活动。无线电知识描述语言(RKRL)也应运而生。
前沿
超宽带一度被认为是下一代无线通信的革命性技术。超宽带无线电应用面临周围窄带无线通信系统的严重干扰，同时对周围的窄带通信系统构成干扰威胁，因此利用认知无线电技术来实现协作共存策略是大有益处的。