下一代网络与动态频谱接入技术及认知无线电网络

在当今世界，无线通信技术已经成为人们日常生活的重要组成部分。然而，传统的无线网络受到固定频谱分配策略的限制，导致大量频谱资源被不规律地使用或浪费。根据研究显示，已分配频谱的利用率在地理上存在巨大差异，从15%到85%不等，并且随时间变化表现出高度的不确定性。这种现象突显了现有频谱分配方式的低效性，迫切需要一种新的通信范式来更高效地利用现有的无线频谱资源。这一新的通信范式被称为下一代网络（xG网络），同时也称为动态频谱接入（DSA）和认知无线电网络。重点介绍了xG网络的概念、技术原理及其面临的研究挑战。认知无线电技术使无线设备能够感知其周围的频谱环境，并动态调整操作参数，核心在于智能检测空闲频段（即“白空间”），在不影响已有服务的情况下使用这些频段，从而提高频谱使用效率，缓解频谱资源短缺问题。xG网络的架构设计包括频谱感知、管理、移动性和共享，确保有效管理和共享频谱资源。对上层协议如路由和传输层产生深远影响，需要开发新的适应频谱动态变化的路由和传输策略。尽管xG网络带来了许多潜在好处，但仍面临技术和理论上的诸多挑战，包括频谱感知准确性等问题。