认知物联网：解决物联网频谱资源难题

h_小妃

近年来，随着传感器网络、射频识别、云计算、移动互联等关键技术的快速发展，物联网作为推动产业升级、迈向信息社会的“发动机”，受到世界各国的高度重视，它将推动信息产业进入第三次浪潮。由于物联网应用范围广，而当前频谱大部分已被授权给固定用途，因此，解决物联网应用中的频谱资源紧缺问题是当前物联网发展面临的重要问题。
　　认知物联网可以看作是“认知无线电传感器节点的分布式网络”，它通过在物联网中实现认知无线电技术，可以有效地解决物联网面临的频谱资源紧张等问题。认知无线电作为一种更智能的频谱共享技术，能够依靠人工智能的支持，感知无线通信环境，根据一定的学习和决策算法，实时自适应地改变系统工作参数，动态的检测和有效地利用空闲频谱，理论上允许在时间、频率以及空间上进行多维的频谱复用，在实现认知物联网中发挥着重要作用。
　　在认知物联网中，认知用户所使用的认知无线电技术必须能够对特定频谱范围进行扫描，且智能地确定哪些频段可用于数据传输，该过程称为频谱感知。对于认知物联网来说，实现可靠的频谱感知是一项富有挑战性的任务。如何认知和重新配置获得最好的可用频谱，如何与法定的授权用户共享频谱而不对其产生干扰？通过频谱感知和动态频谱分配，物联网节点可以根据环境变化改变传送端参数，从而提高频谱利用率。
　　在频谱感知的基础上，认知物联网可根据网络的频谱需求来动态分配频谱，使得各个无线接入网络协商分配频谱资源，通过和周围环境交互，并根据交互得到的信息进一步采取恰当的操作行为，从而实现频谱资源的最佳利用以及系统收益最大化的目标。
　　随着物联网应用越来越广泛，基于认知无线电技术的物联网频谱感知和动态频谱分将具有广阔的应用前景。


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