18、蜂窝物联网与认知无线电：性能分析及医疗应用洞察

蜂窝物联网与认知无线电：性能分析及医疗应用洞察

1. 认知无线电在蜂窝物联网中的应用

频谱作为一种自然资源，其可用量十分有限，且频谱分配固定，带宽成本高昂。部分频段如无线电和电视频段未被充分利用，而其他频段则过度使用，这凸显了频谱利用的低效性。因此，动态频谱接入（DSA）应运而生，认知无线电作为实现DSA的关键技术，成为解决频谱问题的有效方案。

认知无线电是一种智能、自适应的无线电模型，它能够感知周围环境，并动态调整其工作参数，以减轻干扰、促进互操作性并最大化吞吐量。它主要承担频谱感知、频谱管理、频谱共享和频谱移动性等任务。
- 频谱感知 ：检测频谱空洞，即判断主用户是否存在。
- 频谱管理 ：合理占用频谱以满足用户需求。
- 频谱共享 ：为认知无线电用户提供公平的频谱调度方法。
- 频谱移动性 ：当检测到授权用户时，切换到更好的频谱。

在物联网时代，认知无线电与多天线系统的结合在数据速率、效率、可用性、复杂性、鲁棒性等方面表现出色，能够有效解决频谱稀缺问题。同时，改进后的智能无线电系统可与5G无线网络高效协作，通过结合授权频谱和非授权频谱，实现更好的频谱资源利用。

2. 认知无线电的系统模型与潜力

2.1 系统模型

基于物联网的认知无线电网络系统模型涵盖多个方面，包括频谱感知现象和认知无线电周期的分层结构等。

2.2 潜力分析

认知无线电具有诸多潜力，能够改善频谱利用率，提供更好