中国人民解放军92665部队
摘要：随着我国社会信息交流量的日益加大，人们对各种通讯设备的要求也越来越高，再加上近几年来，个人移动通信已经越来越普及，所以频谱则成为人们越来越离不了的资源，它为人们的生产和生活带来了很大的便利，当然，先进的无线电技术离不开智能天线技术的支持，因为智能天线技术的有效应用可以为整个通信过程提供更加清晰的信息通道，保证其不受外界的干扰，保证其通讯质量。本文从对智能天线技术及认知无线电的理解中，对其具体的应用进行了探讨。
关键词：智能天线技术；认知无线电；应用
无线电通信的应用随着人们思想意识和生活水平的提高而不断的增长，而认知无线电的提出，为解决其内在的矛盾提供了一个可靠的渠道，尤其是智能天线技术在认知无线电中的应用，更为人们通信的便捷性奠定了基础，它不仅可以保证通信质量，提高数据传输能力，还能通过各个波束及频谱的感知来进行综合的分析，以达到认知无线电的智能化控制。
一、对智能天线技术的理解
1、定义
智能天线是近年来我国在信息技术不断发展的基础上研究出来的，也叫做自适应阵列天线，主要由波束所形成的网络、算法以及天线阵所组成，它可以通过智能化的控制对各个信号源进行其准则的算法，来调整各个相位，从而达到调节天线阵列方向的目的，以此来进行信号防干扰的控制。运用智能天线技术可以有效提高其系统的容量，达到抑制其它用户信号干扰的目的。这种先进的智能化技术最早被应用到科技领域，比如说航天、军事等等，随着我国数字化程度的日益加深，对信息技术的要求越来越高，对各种通信设施及质量的追求也是精益求精，所以对智能天线技术的研究与应用也要不断的加深，使它在传统技术的基础之上覆盖面更广、系统容量更大、频谱的利用率更高、成本更低、效率更明显，运用智能天线技术后的认知无线电就相当于能在多个不同指向的用户中，多束不同天线波束的影响下，达到控制自如，不受任何的干扰，所以人们也把它叫做“空间滤波器”。
2、作用
（1）可以有效的减少信号的衰落过程，因为通过智能化技术的天线控制可以让用户在接受时具有方向性，构成一定的波束，使波的方向增益减速，从而适当的控制信号的消失速度，达到减小信号衰落的目的。
（2）有超强的抗干扰性能，尤其是那种窄波束、高增益的天线阵列，对于基站的干扰、系统的性能都能起到优化的作用，达到滤波的效果。
（3）能增加系统的容量，当代的人们对无线电信息的需求量非常的巨大，要想达到人们的需求量，就必须要对基站进行扩容、增容，以达到覆盖面积的增长，但基站等等的建立需要大量的资金和时间，要想在节约成本的基础上满足人们的心愿，就只能提高频谱的使用率，而频谱使用率的提高则需要智能天线技术的有效应用及推广。
（4）实现定位的效果，智能天线的最大优点就是智能化程度较高，它可以使信号到达每个角落，就目前我国的无线电定位技术来看，它只能做到对每个小区的定位，在与智能化天线技术相配合使用以后，可以运用其矩阵矢量来对信号的空间加以确定，从而明确信号的方向及大概功率，继而找出用户的具体方位。
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二、对认知无线电的理解
认知无线电是由许多的节点所组成，这些节点可以根据所处环境的不同及用户需求的不同来进行自我的调整，具有很大的灵活性和适应性，比传统的无线网络技术更能深入人心，同时也面临着巨大的挑战，因为认知无线电是在无线电通信技术迅速发展的前提下应运而生的，它是对无线电技术的一项革新，更是现代化技术在无线电领域中的一次应用，并以其传输优越性、频谱优化配置等等优点得到业内人士的认可和肯定，并在2005年由国家高科院开始立项研究，对于关键技术及结构体系进行了深入的分析与探讨，使其能扬长补短，为科技信息的进步服务。
三、智能天线技术在认知无线电中的具体应用
从以上阐述及分析可知，智能天线技术在认知无线电中的应用可以使它的频谱利用率升高，覆盖面变大，其用途将会无限的扩大，而且通信能力也会更加的清晰、快速、没有干扰等等，由此可见，智能天线技术在认知无线电中的应用将为现代化的信息科技进步起到很大的推动作用，具体而言：
1、提高认知无线电的性能
通过对智能天线技术与认知无线电的科学结合，可以让用户从空间区域去进行频谱的搜索，寻找更多的接入机会，这不但满足了用户们的需求，更提高了网络的使用率，减少了一些空间的频谱信道闲置的可能性，无形之中节约了成本，提高了效率。
2、达到频谱的适当切换
智能天线可以说是全方位的天线，它可以从各个角度、各个方向进行信号的搜索与集中，挖掘出一些信号内在的潜力，为用户提供更大的方便，但在频谱的切换上也要引起重视，要想让用户对其所使用的频谱进行合理的切换，其工作状态不受影响的话，一定要对智能天线做到侦测信号的准确性，而且在进行信号频谱的接入时要进行合理的配置与安排，也就是说，要为用户做出智能化的选择与决策，满足用户的不同需求。比如说我们当下经常用到的路由器，就是一个很好的例子，对于用户的选择一定要把握好其中的继节点，只有对这些技术进行合理的把控，才能让认知无线电网络得到更稳定的运行，发挥出它的新特性。
3、波束形成
对于波束形成算法在认知无线电中的应用，除了智能天线技术以外，早已经有多天线、定向天线等等的研究，它们主要是通过波束的形成来达到认知用户与主用户的信息互通与分享，而且在形成波束的同时，也等同于形成了一道抗干扰墙，可以有效的排除其它信号的干扰，虽然智能天线技术在认知无线电中的应用研究还不是十分的成熟，但通过其合理的融入及配置已经显示出其巨大的优势，因为利用智能天线技术可以让用户将信号加以集中，认准目标以后才开始数据的传输，这就能使不同的用户在不同的空间与认知用户形成空间的分隔，不会导致相互间的干扰，使用户能顺利而快速的接收到文件信息，提高了整个网络的使用率及吞吐量。
要进行智能天线在认知无线电中的合理应用就必须要建立相应的模型，只有这样才能达到波束的有效转换，比如说，为了考虑认知无线电系统的下行链路，就要进行网络模型的建立，因为认知无线电系统总是由一个总基站向下面的用户发出信号，网络模型建立以后就可以通过网络来进行数据的传输及搜集，但在传送信息的过程中也常常会受到不同信道的干扰，而智能天线模型的建立则可以有效的避开这一问题，也就是说可以建立波束转换天线，这时就可以利用波束的可控性，在进行信息的传输时可以进行不同波束的开启和使用，形成无干扰性，而且这时信号的强度也会增加。
四、结束语
总而言之，智能天线技术在认知无线电中的应用已经成为未来发展的必然趋势，认知无线电可以对空闲频谱进行挖掘和利用，使当前的频谱紧张局面得到有效的缓解和利用，而智能天线技术则可以将同一频谱上的信号进行空间的隔离，不仅提高了频谱的使用率，还对其系统进行了有效的增容，达到增强信号、扩大覆盖面、拒绝干扰的作用，而两者的有机结合则是我国无线电信息技术领域的一大进步，虽然目前还处于发展阶段，但其应用前景却是无限广阔的，只要科研工作者继续努力，就一定能让我国的认知无线电技术充分发挥出它的实用价值，达到世界先进水平。
参考文献
[1]葛利嘉. 智能天线及其在军用软件无线电中的应用[J]. 军事通信技术，1997，02：1-16+30.
[2]刘怡静，李大白，魏政霞. 人工智能技术在认知无线电中的应用[J]. 无线电通信技术，2011，02：51-54.
[3]罗彤. 试论人工智能技术在认知无线电中的应用[J]. 电子技术与软件工程，2016，03：263.
[4]郑红伟，周正. 超宽带技术在认知无线电中的应用研究[J]. 数据通信，2006，02：11-13.
[5]彭辉. 认知无线电中人工智能技术的应用[J]. 无线互联科技，2012，02：80.
论文作者:吴永波
论文发表刊物:《电力技术》2016年第10期
论文发表时间:2017/1/6
标签：无线电论文; 天线论文; 认知论文; 技术论文; 频谱论文; 波束论文; 智能论文; 《电力技术》2016年第10期论文;