摘要：在认知无线电网络中，认知用户通过伺机接入主用户的空闲频谱的方式来进行工作，当主用户出现在认知用户所使用的频谱上时，认知用户必须及时退出该频段。文章介绍了频谱切换的一般流程并提出了一种产生后备信道列表的参考方案。

　　关键词：：认知无线电 频谱切换中图分类号：TN923 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）10-0028-011 引言随着无线通信技术的飞速发展，频谱资源变得越来越紧张。由于WLAN、WRAN无线通信业务的迅猛发展，这些网络所工作的非授权频段已经渐趋饱和。但是相当数量的授权频谱资源的利用率都非常低，据统计仅在15%-85%之间。为此，人们提出了认知无线电（CR，Cognitive Radio）的概念，希望通过自适应感知技术，实现频谱资源的动态共享，从而大大地提高现有频谱资源的利用率。认知无线电的核心思想就是使无线通信设备具有发现“频谱空洞”并加以合理利用的能力，实现资源动态分配和频谱共享。

　　在认知无线电网络中，认知用户通过接入频谱空穴进行业务传输。频谱切换是指授权用户返回信道、认知用户信道恶化不能满足其业务需求、认知用户从一个区域转移到另一个区域，为了避免通信链路的中断，认知用户需要重新寻找并转换到新的可用信道以维持业务通信链路的过程。

　　2 频谱切换的一般流程频谱切换的一般流程可以用（图1）表示。它包括两个阶段：频谱感知阶段和切换执行阶段。在频谱感知阶段，CR用户在通信过程中实时的感知和分析周围的频谱环境，以搜集其他可用的空闲信道来建立后备信道列表同时也判断是否存在频谱切换的触发因子。一旦CR用户检测到周围有触发因子的存在，它将立刻进入切换执行阶段。该触发因子可能是主用户的出现也可能是CR用户所占用的信道质量的恶化。在这个阶段，CR用户马上暂停正在进行的传输，然后从之前建立好的后备信道列表中选择一个空闲的信道来继续之前未完成的通信，与此同时更新自己的后备信道列表。CR用户在传输信息的工程中一直处于频谱感知阶段，目的是能第一时间感知到频谱切换的触发因子和掌握周围频谱环境的实时信息，从未为后面的切换执行阶段做好准备。

　　3 后备信道列表的建立对于基于备用信道列表的频谱切换策略来说，尽管增加了一部分硬件开销，却能显著改善频谱切换时的时延性能。通过BS和CR用户对后备信道列表的处理可以实现理论上的无缝切换。然而，不同的业务对信道的要求也是不同的，有些业务对实时性的要求比较高（比如语音业务）要求较少的切换次数，有些业务对信道质量的要求比较高要求信道有较高的信噪比，所以备用信道列表在建立的时候对信道的优先级排序要有一定的侧重点。现给出建立备用信道列表的一个参考过程如（图2），该方案具有一定的灵活行，可以通过调整其中的权值来赋予备用信道不同要求下的排列顺序以适应不同的业务要求。

　　第1步：在空闲频谱中，分别根据信道的噪声干扰测量值以及信道的空闲时长，对信道进行优先级排序，根据排序的结果赋予不同的权值（如采用差倍赋值），噪声干扰值小空闲时长大的信道被赋的权值就大，否则被赋予的权值就小；第2步：根据业务要求侧重点的不同，在两类参量的权值上分别乘以权值系数a和b， 使得需求度更高的参量有更大的权重，这也体现了系统设计的灵活性，最后将信道的各个权值加权求和再进行排序即可得到最后的备用信道列表了。

　　4 结语频谱切换对于当前越来越稀缺的无线资源以及认知无线电技术来说都是一个非常重要的技术，一个好的切换策略不仅能够保证主用户不收到CR用户的干扰，也能够保证CR用户能尽快顺利地完成数据传输。本文提出了一种按照信道质量和空闲时长来对信道进行排序以选择用于切换的备用信道的方案，通过对两种因素的赋权值来调整两者在信道排序中的比重，从而满足不同的业务需求。另外，频谱切换前的频谱感知阶段在整个频谱切换乃至认知用户的整个通信过程中也起着非常重要的作用。

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