认知无线电
认知无线电技术
认知无线电技术什么是认知无线电技术？认知无线电技术，又称为认知无线电系统，是一种通过利用电磁波的传播特性，对无线电频率进行智能管理和利用的技术。
它通过对周围无线电频谱的监测、识别和分析，实现了无线电频谱的高效利用。
与传统的固定频率使用方式不同，认知无线电技术可以动态地调整无线电频率以避免和其他无线电设备的干扰，从而提高了频谱的利用效率。
认知无线电技术的应用可以涵盖通信、雷达、导航和遥感等领域。
认知无线电技术的发展历程认知无线电技术的发展可以追溯到20世纪90年代初期，当时，波束赋形和频率聚焦技术逐渐成熟，很多无线电设备都已经实现了数字化处理。
在这样的背景下，研究人员开始寻求一种新的方式来提高频谱利用率，避免信号干扰现象的发生。
2002年，美国电子电气工程师学会（ IEEE）提出了认知无线电技术的概念。
2003年，美国国防部开始为研究该技术的应用和发展提供资金支持。
此后，越来越多的研究机构和企业开始加入到认知无线电技术的研究和应用之中。
近年来，认知无线电技术在国内外的研究和应用得到了广泛关注和推广。
认知无线电技术的特点1.智能管理认知无线电技术可以自主地对无线电频率进行管理和利用，通过智能的处理能力，动态地调整无线电的频率范围、幅度和波形等，适应不同的环境和需求。
2.高效利用认知无线电技术可以避免固定频率使用方式下的频谱浪费和干扰问题，提高了频谱的利用效率。
通过对周围无线电环境的优化感知和调节，可以实现更多无线电设备的共存，满足满足不同的通信需求。
3.低成本与固定频率使用方式相比，认知无线电技术可以减少硬件设备的需要，降低成本和能耗。
4.安全可靠认知无线电技术可以减少不必要的信号干扰和频谱浪费，提高了无线电设备的安全性和可靠性，避免了频繁的通信中断和信息传输错误。
认知无线电技术的应用认知无线电技术已经应用在多个领域中，下面列举几个具体的应用：1. 通信认知无线电技术可以大大提高无线电频谱的利用效率，支持更多的数据传输和接受，同时减少了传输中的干扰和浪费，提高了通信的速度和可靠性。
认知无线电的开发环境与基础实验入门
认知无线电的开发环境与基础实验入门认知无线电（Cognitive Radio）是一种新型无线通信技术，其核心概念是无线电设备具有感知和认知的能力，能够自主地感知无线电频谱的使用情况，并根据当前环境的特性和需求灵活地调整自身的传输参数和工作模式。
在认知无线电的开发环境与基础实验入门方面，主要包括开发环境的搭建和基础实验的设计与实施两个方面。
首先，认知无线电的开发环境搭建需要一些基本的硬件设备和软件工具。
硬件方面，需要一台通用计算机，可以是台式机或者笔记本电脑，满足一般的运算和存储需求即可。
此外，还需要一块可编程的无线电设备，如软件无线电（Software Defined Radio，简称SDR）平台。
SDR平台可以通过编程来实现对无线电硬件的控制和调整，满足认知无线电的开发需要。
在软件工具方面，可以选择一些开源平台，如GNU Radio和SDR#等，这些平台提供了丰富的工具和函数库，可以方便地进行信号处理和无线电通信的实验。
其次，基础实验的设计与实施是认知无线电开发的重要一环。
基础实验主要包括两个方面的内容：频谱感知和动态频谱访问。
频谱感知是指无线电设备根据感知算法和感知技术来感知当前频谱的利用情况。
这其中的关键步骤包括能量检测、频谱分析和频谱识别等。
动态频谱访问是指无线电设备基于感知结果和通信需求来动态地决策如何访问频谱资源。
这其中的关键步骤包括频谱查询、频道选择和动态频谱访问控制等。
为了实施这些基础实验，我们可以利用上文提到的开源软件平台，如GNU Radio 和SDR#等，结合SDR平台进行实验。
首先，我们可以使用GNU Radio提供的信号处理库和函数来实现频谱感知算法和感知技术。
例如，可以使用能量检测算法来检测信号的存在和强度，使用频谱分析算法来分析信号的频谱特征，使用频谱识别算法来识别不同信号的类型和调制方式等。
然后，基于感知结果，可以调用SDR平台的API接口来进行动态频谱访问控制。
认知无线电
认知无线电认知无线电(Cognitive Radio)这个术语首先是Joseph Mitola在软件无线电概念的基础上提出的，其核心思想是CR具有学习能力，能与周围环境交互信息，以感知和利用在该空间的可用频谱，并限制和降低冲突的发生。
目前，认知无线电技术炙手可热，应用前景一片大好。
有报道称具有认知功能的无线局域网产品将在近一两年内问世，但是要真正实现CR技术还需解决包括频谱检测技术、自适应频谱资源分配技术和无线频谱管理技术等关键技术问题。
当前，认知无线电技术已经得到了学术界和产业界的广泛关注。
很多著名学者和研究机构都投入到认知无线电相关技术的研究中，启动了很多针对认知无线电的重要研究项目。
例如：德国Karlsruhe大学的F. K. Jondral教授等提出的频谱池系统、美国加州大学Berkeley分校的R. W. Brodersen教授的研究组开发的COVUS系统、美国Georgia理工学院宽带和无线网络实验室Ian F. Akyildiz教授等人提出OCRA项目、美国军方DARPA的XG项目、欧盟的E2R项目等。
在这些项目的推动下，在基本理论、频谱感知、数据传输、网络架构和协议、与现有无线通信系统的融合以及原型开发等领域取得了一些成果。
IEEE为此专门组织了两个重要的国际年会IEEE CrownCom和IEEE DySPAN交流这方面的成果，许多重要的国际学术期刊也通过将刊发关于认知无线电的专辑。
目前，最引人关注的是IEEE 802.22工作组的工作，该工作组正在制定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。
结合上述认知无线电技术的现状，预计认知无线电未来会沿着以下几个方面发展：1、基本理论和相关应用的研究，为大规模应用奠定坚实的基础。
比较重要的包括：认知无线电的信息论基础和认知无线电网络相关技术，例如：频谱资源的管理、跨层联合优化等等。
浅谈认知无线电技术
汇报人：文小库2023-11-17•认知无线电技术概述•认知无线电技术的原理与技术•认知无线电技术的优势与挑战•认知无线电技术的发展趋势与展望•认知无线电技术的实际应用案例认知无线电技术概述01认知无线电（Cognitive Radio, CR）是一种智能无线电通信技术，能够感知并理解周围的无线电环境，动态地调整其传输参数，如频率、功率等，以提高无线频谱的利用效率。
认知无线电的特点主要包括灵活性、自适应性、智能性和环保性。
它能够根据无线电环境的实时变化来动态调整传输参数，以适应不同的通信需求和保障通信质量。
此外，认知无线电还具有节能环保的优势，能够有效地利用无线频谱资源，缓解频谱资源紧张的问题。
定义和特点VS认知无线电技术的研究始于20世纪90年代，随着无线通信技术的快速发展和频谱资源的日益紧张，认知无线电技术逐渐成为研究的热点。
各国政府和企业纷纷投入大量的人力和物力资源进行认知无线电技术的研究和开发。
目前，认知无线电技术已经取得了显著的进展，各种先进的认知无线电技术和系统不断涌现。
未来，认知无线电技术将继续朝着智能化、自适应性和节能环保等方向发展，为无线通信技术的发展带来更多的创新和突破。
认知无线电技术的历史与发展认知无线电技术可以应用于各种无线通信系统，如移动通信、卫星通信、物联网、智能家居等。
在这些系统中，认知无线电技术可以通过感知周围无线电环境的变化，动态地调整传输参数，提高频谱利用效率，保障通信质量。
例如，在移动通信系统中，认知无线电技术可以感知并避免干扰，提高频谱利用效率，增加网络容量和覆盖范围。
在卫星通信系统中，认知无线电技术可以通过动态地调整传输参数，适应不同卫星的运动轨迹和通信需求，保障通信质量。
认知无线电技术的应用场景认知无线电技术的原理与技术02认知无线电技术通过感知无线电环境，理解信号传播特性，从而获取空闲频谱的机会。
通过构建频谱地图，对频谱使用情况进行记录和分析，为后续的频谱管理和优化提供数据支持。
认知无线电技术研究与应用研究
认知无线电技术研究与应用研究一、概述认知无线电技术是指利用先进的无线电通信技术、智能化技术、人工智能技术，实现对无线电频谱的高效率利用和周围环境的自适应感知的一种技术水平，它及其应用在无线电通信中的优越性已得到了广泛认可，因此成为当今无线电通信领域的研究热点，本文主要围绕认知无线电技术研究与应用研究展开。
二、认知无线电技术的研究发展1. 认知无线电的概念和特点认知无线电系统通过动态频谱接口（Dynamic Spectrum Access, DSA）技术，自适应地感知空余频谱，进行频谱分配和频谱管理，提高频谱使用效率和带宽利用率，从而满足不断增长的无线电通信需求；同时，认知无线电系统还具备灵活的频谱共享、环境自适应等特点，可以适应多种复杂环境。
2. 认知无线电的关键技术认知无线电技术的实现需要发展若干关键技术，包括频谱感知与测量、频谱管理与调度、无线电网络安全等技术，其中频谱感知和测量技术是认知无线电技术的核心，利用先进的信号处理技术进行快速的频谱感知和测量是其关键之一。
3. 认知无线电的应用领域认知无线电技术的应用领域涵盖多个方面，如无线电通信、无线电数据传输、军事和民用应用等方面，其中，无线电通信应用领域最为广泛，使用认知无线电系统可以提高系统带宽利用率、频谱利用率，同时可以适应不同的环境。
三、认知无线电技术的典型应用举例1. 无线电通信应用领域随着通信市场的不断扩大，无线电通信已经成为人们生活中最为常见的通讯方式之一，但是频带资源十分有限，如何更好地利用频带资源已经成为一个紧迫的问题。
认知无线电技术恰好可以解决这一问题，它可以适应不同的环境，可以灵活共享频带资源，实现更加高效地频谱分配和调度，同时可以保证无线电通信系统的安全性。
2. 军事应用领域在军事领域中，频谱使用更为复杂，认知无线电技术也得到了广泛应用，如士兵战地通信系统、立体作战指挥系统等。
因为在军事环境中，无线电通信的建设费用昂贵，需要灵活适应性的频谱管理系统，而认知无线电技术正好满足了这一需求，使用它可以高效地利用有限的频谱资源，同时保证了通信系统的稳定性和安全性，因此得到了广泛应用。
认知无线电技术的研究与优化
认知无线电技术的研究与优化认知无线电技术是近年来发展最为迅速的无线电技术之一。
其核心思想是通过对无线电频谱的实时监测和分析，实现对无线电频道的自适应管理和智能分配。
因此，它被广泛应用于无线电资源共享和频谱利用效率提高的领域。
本文将从认知无线电技术的原理、应用领域以及研究与优化方向三个方面，为读者详细介绍认知无线电技术。
一、认知无线电技术的原理认知无线电技术的核心是通过实时监测和分析无线电频谱，获取频道的使用状况、空余容量等信息，从而实现对频谱的自适应管理和智能分配。
其优点是可以最大程度地提高频谱的利用效率，避免频谱的浪费和瓶颈发生。
认知无线电技术通常由以下五个主要模块组成：1.感知模块：监测和获取频谱信息。
2.推理模块：处理并分析感知模块采集的频谱信息，识别出当前频率和频道的使用情况，以及可用频道的数量和容量等相关信息。
3.规划模块：根据推理模块的结果，制定出合理的频道分配方案。
4.执行模块：根据规划模块的方案，执行相应的频道分配和调度操作。
5.反馈模块：监测和评估执行模块的操作效果，从而不断优化系统的性能和效率。
二、认知无线电技术的应用领域认知无线电技术可以应用于多个领域，如无线电资源共享、物联网通信、移动通信等。
下面将分别阐述其在这些领域中的应用场景和具体实现方式。
1.无线电资源共享。
传统的无线电频谱管理方式是采用独占或分段的方式，导致频谱利用效率低下和频谱浪费。
而认知无线电技术可以通过对频谱进行智能识别和分配，实现多用户共享同一频谱，从而最大化地提高了频谱利用效率。
例如，无线电电视的频谱资源一般处于一种相对稳定的状态，而认知无线电技术可以将这些空闲的频率分配给无线局域网或蜂窝通信等其他应用，以增强频谱利用效率。
2.物联网通信。
随着物联网智能家居、智能医疗等应用的快速发展，对于频谱的需求也在不断增长。
而传统的物联网无线通信方式存在频谱资源有限、信道干扰严重等问题。
而认知无线电技术则可以通过对频率的实时检测和分析，选择最优的频谱资源和信道，从而实现物联网通信的高效性和可靠性。
认知无线电体系结构分析
认知无线电体系结构分析认知无线电是一种新生的无线通信技术，它在频谱管理、网络优化等方面有着广泛的应用。
为了更好地实现认知无线电通信，需要建立合理的认知无线电体系结构。
本文将从多个方面进行分析，为读者呈现认知无线电体系结构。
一、认知无线电的定义和特点认知无线电是指一类能够自主建立模型、利用地理信息和环境关键指标，自动或半自动感知和操作无线电频谱的系统的技术。
它具有动态频谱分配和利用的能力，能够有效地提高无线电频谱利用率、提升通信性能，优化用户体验，是无线电通信的一种重要技术。
二、认知无线电的体系结构认知无线电体系结构主要分为网络体系结构、射频体系结构、通信协议体系结构。
1. 网络体系结构认知无线电网络体系结构是指由认知无线电通信设备、认知控制器、认知网关节点和认知管理服务器等组成的网络结构。
其主要功能是通过自主感知、分析和决策无线电环境，实现频谱监测、动态频谱分配和网络管理等任务。
2. 射频体系结构认知无线电射频系统主要包括软件定义的无线电设备、DAA-PCB电路板和射频前端等元件。
这些元件协调工作，使得无线电设备具有高度的智能化完成频谱感知、数据处理、通信控制。
3. 通信协议体系结构认知无线电通信协议体系结构是实现认知无线电通信所必需的协议总称，本质上是在数据链路层之上，对认知无线电设备所提供的通信服务的控制，使用其设备优化频谱利用。
该部分主要涉及到物理层、数据链路层、网络层，需要确保不同节点间的信息交流顺畅、安全可靠。
三、认知无线电体系结构分析认知无线电体系结构是一种比较复杂的分布式结构体系，其设计需要考虑众多因素，一些主要方面如下：1.取决于射频前端设计的电路过程，越复杂有更好的效果，同时需要考虑成本限制。
2. 系统中大量节点间的互相操作请求，数据必须很好地调配以提高信道使用率。
3. 必须要有高精度的感知与反应，以满足对频谱使用状态的无缝控制。
4. 系统需要优化节点的选择算法以实现快速定位，这对连通性和频谱效果有很大的影响。
认知无线电
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通常一个博弈过程包括五个方面： 通常一个博弈过程包括五个方面： 1、参与者： 博弈中进行独立决策的参与者也称为局中人 2、策略： 在每一局博弈中，参与者都会选择一种实际可行的方案 3、信息： 它是参与者选择策略的前提 4、次序： 由于每个博弈方的决策有先后之分，所做的决策也不止一 次，这样就产生了次序。 5、得失： 博弈的结果称为得失。
2、认知无线电原理
无线环境
发射信号
频谱激励 频 谱 感 知
频 谱 判 决
信道容量 频谱分析
频谱信息
认知无线电原理图
3、认知无线电的特点 、
1.对环境的感知能力 2.对环境变化的学习能力 3.对环境变化的自适应性 4.通信质量的高可靠性 5.对频谱资源的充分利用 6.系统功能模块的可重构性
频谱分配
LB = {ln.m • b n.m }N ×M
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• 干扰矩阵集合
C = {cn ,k ,m c
n,k ,m
∈ {0,1}}N × N ×M
• 无干扰的频谱分配矩阵
A = {an ,m an ,m ∈ {0,1}}N ×M
A必须满足无干扰条件：
基于着色理论的 频谱分配方法具 有时间开销小的 优点，但精度不 够高。
一、概念
频谱分配就是根据需要接入系统用户数目及其服务 要求将频谱分配给一个或多个指定用户。 频谱分配的主要目的就是通过一个自适应策略有效 的选择和利用空闲频谱。利用动态频谱分配策略，可有 效的提高无线通信的灵活性，使授权用户和非授权用户 之间避免冲突，公平地享有频谱资源，满足用户因不同 业务而不断变化的需求。
认知无线电的基础知识
1、认知无线电(Cognitive Radio,CR)概念 认知无线电(Cognitive Radio,CR)概念
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随着无线通信技术的飞速发展，无线业务日趋多样化，移动用户对各类数据服务的传输速率要求越来越高，从而导致无线频谱资源的使用愈发紧张，因此频谱资源的有效利用正越来越受到人们的广泛关注。
而在现实中，一方面是可分配的频谱资源越来越少，另一方面是大部分已授权的频谱使用率极低，2002年底FCC频谱政策特别工作组递交的报告显示，现存的频谱授权机制存在大量授权频谱闲置，频谱利用率仅在15% ～85%之间。
而认知无线电(Cognitive Radio, CR)可以通过感知周围的频谱环境，及时的调整其系统操作参数(如传输功率，载波频率，调制技术等)，合理的接入已授权频段，在不影响授权用户正常使用频谱的情况下有效的保障通信，被认为是解决上述无线资源日益紧缺矛盾的有效方案之一。
在早期的认知无线电系统中，认知用户只能在检测到的“频谱空洞”上传输数据，也即当某一频段没有被任何主用户占用时才允许认知用户使用，文献[][]研究了认知用户和主用户占用相邻频段时的干扰问题以及资源分配。
而最近有研究表明，只要满足一定的条件，认知用户也可以与主用户在相同的频段上同时进行数据通信，如文献[]首先研究了一对主用户和一对认知用户的模型下，认知用户的可达容量域；文献[]提出了认知用户与主用户同时在同频段内通信时需满足的两个道德规范，并给出了认知用户在可以获得主用户编码信息的情况能够达到的最大传输速率，而文献[]基于802.22WRAN环境，在不影响主用户中断概率的情况下，通过机会功率控制来最大化认知用户速率，上述研究都是基于窄带系统的平坦衰落信道，而OFDM作为IMT-Advanced的重要侯选技术之一，与认知无线电的结合可望实现更灵活的频谱接入和更高的频谱利用效率。
目前国内外关于多用户OFDM认知系统的资源分配的研究仍不多见，其中文献[]提出了针对多用户OFDM认知系统下行链路的资源分配算法，但是模型基于早先的“频谱空洞”原理，不支持主用户与认知用户的同时传输，并假设主从用户之间没有干扰。
文献[]研究了多用户认知系统的MAC信道功率分配问题，但是其假设认知用户与主用户共用一个基站，并且仍是基于窄带系统。
本文针对多用户OFDM认知系统上行链路，在保证不超过主用户传输干扰门限的前提下，提出了基于认知用户传输速率最大化准则的子载波与功率比特分配算法。
摘要：认知无线电是指具有自主寻找和使用空闲频谱资源能力的智能无线电技术。
认知无线电技术的提出，为解决不断增长的无线通信应用需求与日益紧张的无线频谱资源之间的矛盾提供了一种有效的解决途径。
当前，认知无线电技术从理论到实践都面临很多困难。
文章简述了认知无线电的基本原理，对认知无线电涉及的射频、频谱感知和数据传输等物理层核心关键技术进行了总结分析，并结合当前的发展状况对该技术未来的发展趋势进行了预测。
随着无线通信需求的不断增长，对无线通信技术支持的数据传输速率的要求越来越高。
根据香农信息理论，这些通信系统对无线频谱资源的需求也相应增长，从而导致适用于无线通信的频谱资源变得日益紧张，成为制约无线通信发展的新瓶颈。
另一方面，已经分配给现有很多无线系统的频谱资源却在时间和空间上存在不同程度的闲置。
因此，人们提出采用认知无线电(CR)技术，通过从时间和空间上充分利用那些空闲的频谱资源，从而有效解决上述难题。
这一思想在2003年美国联邦通信委员会(FCC)的《关于修改频谱分配规则的征求意见通知》中得到了充分体现，该通知明确提出采用CR技术作为提高频谱利用率的技术手段。
此后，CR技术受到了产业界和学术界的广泛关注，成为了无线通信研究和市场发展的新热点。
然而，CR技术从理论到大规模实际应用，还面临很多挑战。
这些挑战包括了技术、政策和市场等诸多方面。
本文从技术的角度，总结分析CR的基本原理、关键技术，并对将来技术发展趋势进行预测。
1 认知无线电基本原理1.1 认知无线电的概念与特征自1999年“软件无线电之父”Joseph Mitola Ⅲ博士首次提出了CR的概念并系统地阐述了CR 的基本原理以来，不同的机构和学者从不同的角度给出了CR的定义[1-3]，其中比较有代表性的包括FCC 和著名学者Simon Haykin教授的定义。
FCC认为：“CR是能够基于对其工作环境的交互改变发射机参数的无线电”[4]。
Simon Haykin则从信号处理的角度出发，认为：“CR是一个智能无线通信系统。
它能够感知外界环境，并使用人工智能技术从环境中学习，通过实时改变某些操作参数(比如传输功率、载波频率和调制技术等)，使其内部状态适应接收到的无线信号的统计性变化，以达到以下目的：任何时间任何地点的高度可靠通信；对频谱资源的有效利用。
”总结上述定义，CR应该具备以下2个主要特征：(1) 认知能力认知能力使CR能够从其工作的无线环境中捕获或者感知信息，从而可以标识特定时间和空间的未使用频谱资源(也称为频谱空洞)，并选择最适当的频谱和工作参数。
这一任务通常采用图1所示的认知环进行表示，包括3个主要的步骤：频谱感知、频谱分析和频谱判决。
频谱感知的主要功能是监测可用频段，检测频谱空洞；频谱分析估计频谱感知获取的频谱空洞的特性；频谱判决根据频谱空洞的特性和用户需求选择合适的频段传输数据。
(2) 重构能力重构能力使得CR设备可以根据无线环境动态编程，从而允许CR设备采用不同的无线传输技术收发数据。
可以重构的参数包括：工作频率、调制方式、发射功率和通信协议等。
重构的核心思想是在不对频谱授权用户(LU)产生有害干扰的前提下，利用授权系统的空闲频谱提供可靠的通信服务。
一旦该频段被LU使用，CR有2种应对方式：一是切换到其它空闲频段通信；二是继续使用该频段，但改变发射统率或者调制方案避免对LU的有害干扰。
1.2 认知无线电与软件无线电之间的关系为了便于理解CR的基本原理，有必要将CR与软件无线电(SDR)进行区分。
根据电子与电气工程师协会(IEEE)的定义，一个无线电设备可以称为SDR的基本前提是：部分或者全部基带或RF信号处理通过使用数字信号处理软件完成；这些软件可以在出厂后修改[5-11]。
因此，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，并据此调整系统工作参数。
从这个意义上讲，CR是更高层的概念，不仅包括信号处理，还包括根据相应的任务、政策、规则和目标进行推理和规划的高层功能。
2 认知无线电物理层关键技术通用的CR收发机结构如图2所示，结合前文关于CR基本原理的讨论，可以发现，CR物理层的关键技术包括：宽带射频前端技术、频谱感知技术和数据传输技术。
2.1 宽带射频前端技术为了提供宽带频谱感知能力，CR的射频前端必需能够调谐到大频谱范围内的任意频带。
通用的宽带射频前端结构如图3所示，接收的信号通过放大、混频和A/D转换等步骤后送入基带处理，进行频谱感知或数据检测。
其中，射频滤波器通过通带滤波选择所需要的频段的接收信号；低噪放大器(LNA) 在放大所需信号的同时最小化噪声；锁相环(PLL)、压控振荡器(VCO)和混频器联合控制，将所需要的接收信号转换到基带或者中频处理；信道选择滤波器用于选择所需的信道并抑制邻道干扰；自动增益控制(AGC)维持很宽的动态范围内的输入信号经放大器的输出功率恒定。
针对CR应用，宽带射频前端面临的主要难题是射频前端需要在大的动态范围内检测弱信号。
为此，需要采样速率高达几吉赫兹的高速A/D转换器，并且要求超过12比特的高分辨率为了降低这一需求，可以考虑通过陷波滤波器滤出强信号，降低信号的动态范围；或采用智能天线技术，通过空域滤波来实现强信号滤出。
2.2 频谱感知技术频谱感知技术是CR应用的基础和前提。
现有的频谱感知技术可以按照图4进行分类。
单节点感知是指单个CR节点根据本地的无线射频环境进行频谱特性标识；而协同感知则是通过数据融合，基于多个节点的感知结果将进行综合判决。
单节点感知技术包括匹配滤波、能量检测和周期特性检测3种，其比较如表1所示。
由于这些方法各有优缺点，实际应用时通常结合使用。
检测算法适用范围优点缺点匹配滤波CR节点知道授权用户信号的信息检测时间短需要先验信息能量检测CR节点不知道授权用户的信号信息实现简单，不需要先验信息受噪声不确定性影响，不能区别信号类型，检测时间长周期特性检测CR用户信号具有周期自相关特性可以区别噪声和信号类型计算复杂度高认知无线电要求频谱感知能够准确地检测出信噪比(SNR)大于某一门限值的授权用户信号，通常这个SNR的门限值是很低的，对于单节点感知来说，要达到这个要求并不容易。
为此，人们提出协同频谱感知，通过检测节点间的协作达到系统要求的检测门限，从而降低对单个检测节点的要求，降低单个节点的负担。
协同频谱感知的另一个优点是可以有效的消除阴影效应的影响。
协同感知可以采用集中或者分布式的方式进行。
集中式协同感知是指各个感知节点将本地感知结果送到基站（BS）或接入点（AP）统一进行数据融合，做出决策；分布式协同感知则是指个节点间相互交换感知信息，各个节点独自决策。
影响协同频谱感知的关键因素除了参与协同的单节点的感知性能外，还包括网络拓扑结构和数据融合方法；另外，在协同频谱感知中，不同感知节点的相关性和单个节点的不可靠性也会对频谱感知的性能产生重要影响。
随着FCC引入干扰温度模型来测量干扰，也有人提出通过测量干扰温度进行频谱感知，但这种方法通常要求CR节点知道授权用户的位置，目前尚面临很多问题。
2.3 数据传输技术数据传输技术对于CR实现利用空闲频谱进行通信，从而整体上提高频谱利用率的主要目标非常关键。
由于CR可用频谱可能位于很宽的频带范围，并且不连续，因此CR数据传输技术必需能够适应可用频谱的这一特性。
目前，实现频谱自适应CR数据传输有2个基本途径：采用多载波技术或采用基带信号发射波形设计。
在多载波传输技术中，正交频分复用(OFDM)是最佳候选技术。
如图5所示，其基本思想是将可用整个频带划分成OFDM子载波，只利用没有被授权用户占用的子载波传输数据，构成所谓的非连续OFDM(NC-OFDM)。
子载波的分配则通过频谱感知和判决的结果，以分配矢量的方式实现。
例如，在进行OFDM调制时，可以将已被授权用户占用的子载波置零，从而避免对授权用户产生干扰。
同时，考虑到频谱渗漏的问题，还有必要留出足够的保护子载波。
同时，由于很多子载波并没有使用，可以通过一些快速傅立叶变换(FFT)修剪算法降低系统实现的复杂度。
OFDM技术的重要优点是实现灵活，但也面临同步、信道估计以及高峰平比的问题。
为此，也可以通过在时、频或者码域设计特殊的发射波形，生成满足特定频谱形状的发射信号。
例如，在频域合成波形的变换域通信系统(TDCS)、设计特殊扩频码片的扰测量法/码分多址(CI/CDMA)技术、以及跳码/码分多址(CH/CDMA)技术等。