认知无线电网络专利技术综述

认知无线电网络专利技术综述

杜克奎

国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心天津市300304

摘要：随着对频谱资源利用率的需求不断提高，认知无线电（CR）技术应用前景广泛。本文从专利文献的视角对CR技术的发展进行了统计与分析研究，总结其相关的专利申请基本情况，从专利角度展示CR技术的专利现状及发展趋势。

关键词：认知无线电；技术演进路线；频谱

1概述

目前在LTE-A系统中已经普遍使用载波集合技术，MIMO等技术提高无线传输的速率，但固定分配给系统而利用的频谱资源在时间及空间上均存在一定程度的闲置问题，导致资源的浪费[1]。鉴于此，美国联邦通讯委员会FCC召开会议，讨论利用CR技术实现灵活频谱利用的相关技术问题。并且从频谱管理的角度对CR网络进行了官方定义，认为CR技术是一种通过与运行环境交互而改变无线电的发射参数从而提高频谱资源利用率的新技术，其通过频谱感知和人工智能技术从环境中学习，达到了动态频谱分配和频谱资源共享的效果[2]。随着5G技术研究的不断推进，CR技术有望成为未来5G的一大关键技术[3]。

2专利申请分析

本次专利分析的检索数据包括截止到2019年6月9日公开的全球及中国专利申请。结果如下：

2.1CR技术全球主要申请目标国/地区分布

图1统计了全球CR领域专利申请的目标国/地区分布，可以看出中国和韩国在这一领域的研究比较热门，为主要的技术创新国，且中国在这一领域专利布局比较充分，竞争优势较大。

结合表1以及图2可以看出，CR技术在2002，刚刚在我国进行专利布局，处于发展初期。从2006至2013年，国内申请量迅速提升，可见我国在该领域研究逐步兴起，并且较多集中在高校研究。由于2018-2019年的部分申请尚未公开，但预计申请量仍然较大，依旧保持较高的研究热度。

3专利技术

本节分别从宽带射频前端技术、频谱感知技术和数据传输技术等技术分支中选取其中具有代表性的专利进行分析归纳，各技术分支均得到发展，且分支之间存在交叉和融合。下面就几个代表性专利对技术路线演进进行说明：

2002年交互数字技术公司提出了一种采用认知模型来实现无线信道最佳利用的基站，语境模型器提供表示每个应用处理自身当中和在多个应用处理之间的当前状态和动态。由基站采用这些数据，通过调整数据率、信号强度和波束宽度以及其它参数来优化网络性能；2009年三星电子株式会社提供了一种通过使用基于CR的空信道来执行频率间切换的方法，减少了信道间信号干扰，并且改善了复杂多小区网络中的信号吞吐量；2011年华南理工大学提出一种具有恒定相对带宽的平衡式射频电调带通滤波器，带宽恒定、能抑制共模干扰，可用于无线通信的可重构射频前端；2014年西安电子科技大学提供了一种CR频谱分配方法，其结合了博弈论方法与进化计算方法，降低了通信用户之间的信号干扰，增加了通信系统的总信道容量，同时可快速输出无线电通信频谱分配，满足了快速分配无线电频谱的需求。

4小结

CR技术为从根本上解决频谱资源的供需矛盾提供了一种有效的解决方式，具有很好的发展前景。然而，CR技术普遍应用尚需时日，还需克服众多关键技术，这也使其成为了近年来无线通信研究的热点。本文基于该领域专利申请进行了专利申请趋势，以及主要申请人的分析，为我国CR技术未来发展到产业应用提供思路和启示，并且为相关领域的审查员了解技术发展脉络并提高检索效率提供帮助。

参考文献

[1]王怡轩,薛钰,于志辉,张宇.认知无线电技术的专利分析[J].电视技术,2013,37(S2):169-172.

[2]徐飞.基于认知无线电的车联网通信平台的设计与实现[D].北京邮电大学,2016.

[3]王文健.5G网络中基于用户需求的频谱分配研究[D].大连理工大学,2017.