IEEE聯(lián)盟張黔:無線頻譜資源的優(yōu)化者

　　隨著各種無線通信系統(tǒng)的大量建設(shè)，頻譜資源變得越來越匱乏，系統(tǒng)間的干擾也越來越嚴(yán)重。許多公司和科研機構(gòu)都在努力尋求一種最優(yōu)的方法最佳地利用頻譜資源。認(rèn)知無線技術(shù)的實際應(yīng)用和預(yù)期性能，越來越引起研究人員的興趣。

　　合理利用頻譜資源

　　香港科技大學(xué)張黔副教授目前擔(dān)任IEEE聯(lián)盟(國際電氣與電子工程師協(xié)會)下的Multimedia Communication Technical Committee(MMTC)工作組主席。不久前，在一次采訪中，張黔向記者表示，任何無線技術(shù)的底層都是需要依靠無線頻譜來支撐，大家都希望通過更少的頻譜資源實現(xiàn)更高的傳輸速率。但是隨著Wi-Fi、3G等無線技術(shù)的應(yīng)用，現(xiàn)在的無線頻譜幾乎全部被劃分掉。那么未來4G、物聯(lián)網(wǎng)等無線應(yīng)用推廣時，我們將面臨無頻段可用的情況。在這種情況下，美國和歐洲的很多科研機構(gòu)就在考慮，目前已分配的頻譜資源是否被利用得很好。比如說電視頻段，它分配得很早，但是在很多地區(qū)，它并沒有被充分利用，這就造成了資源的極大浪費。

　　針對這種情況，張黔開始將其團(tuán)隊的研究方向選在協(xié)同認(rèn)知無線網(wǎng)絡(luò)。她認(rèn)為，目前的頻譜資源利用存在很大的浪費，很多已分配的頻段，其實只在某些時段、某些部分被利用。這就需要我們重新對頻譜進(jìn)行管理，有效利用一些未被合理利用的頻譜，用這些已被分配但沒有充分利用的頻段去做一些新的業(yè)務(wù)。就像我們城市道路上通常會有很多車道，但如果其中有一些被拿出來用做特殊用途，將可能造成其他車道在高峰時擁堵。頻譜就是無線通信行業(yè)的公路，由于車輛急劇增加，所以需要更多的車道。

　　而這正是開展無線電業(yè)務(wù)感知的最大背景，因為我們只有對無線應(yīng)用具有很好的認(rèn)知和預(yù)期能力，才能夠判斷如何合理分配頻譜，以滿足應(yīng)用的需要。認(rèn)知無線電是指具有自主尋找和使用空閑頻譜資源能力的智能無線電技術(shù)。認(rèn)知無線電技術(shù)的提出，為解決不斷增長的無線通信應(yīng)用需求與日益緊張的無線頻譜資源之間的矛盾提供了一種有效的解決途徑。

　　當(dāng)前，認(rèn)知無線電技術(shù)從理論到實踐都面臨很多困難。隨著認(rèn)知無線電技術(shù)的發(fā)展，各國際標(biāo)準(zhǔn)化組織和行業(yè)聯(lián)盟也紛紛開展相關(guān)的研究， 并且開始著手制定認(rèn)知無線電的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，主要標(biāo)準(zhǔn)組織包括國際電信聯(lián)盟(ITU)、IEEE等。

　　把握無線應(yīng)用的機遇

　　我們現(xiàn)在都在談物聯(lián)網(wǎng)，它的應(yīng)用范圍確實很廣泛，而且在我國有很大的需求。但是物聯(lián)網(wǎng)相對目前的信息通信網(wǎng)絡(luò)，將越過現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)連接模式，直接滲透到各行業(yè)核心應(yīng)用里去，顯然會面對很大的挑戰(zhàn)。而更好地認(rèn)知無線技術(shù)將有利于我們面對這些挑戰(zhàn)。

　　認(rèn)知無線技術(shù)還可以進(jìn)一步拓展無線應(yīng)用的范圍，比如在航空領(lǐng)域中。波音公司曾表示在其787飛機中放棄無線網(wǎng)絡(luò)計劃，因為波音無法在某些國家取得特定無線頻率的使用許可，這使得需要高頻寬的無線娛樂節(jié)目難以在機艙內(nèi)提供播放。不過隨著無線技術(shù)認(rèn)知能力的提升，這種情況已經(jīng)改變。張黔表示，我們正在和波音公司合作，將我們的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用到波音公司的飛機上。計劃的首個任務(wù)是要加快信息在飛機、維修人員、機場倉庫間的互通，縮短飛機的地面維修時間，下一步將會應(yīng)用到飛機的娛樂系統(tǒng)上。這將是一個長期的合作。

　　作為全球最大的科技專業(yè)人員組織，IEEE目前在全球160個國家擁有37.5萬會員，其中，中國內(nèi)地注冊的會員數(shù)目為5200。雖然中國會員占總體IEEE會員的比例不高，但中國會員的增長速度很快，會員數(shù)目在不到三年的時間內(nèi)已差不多翻了一番。這個增長速度在IEEE全球各地分會里是遙遙領(lǐng)先的。在張黔看來，我國的科技專業(yè)人員有能力參與到各個領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)或協(xié)議的制定中。無線通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)給我們提供了一個很好的發(fā)展機遇，但還是需要做很多工作。因此我們要避免遺漏一些重要的東西，包括制定標(biāo)準(zhǔn)，包括做一定的規(guī)范，避免走回頭路。

　　當(dāng)前，我國還沒有一套完整可行的頻率回收制度，這使一些已經(jīng)分配出去的無線頻率很難被重新回收利用。對此，我們應(yīng)該積極研究相關(guān)課題，加快頻率回收政策制定，對一些閑置和占而不用的頻率進(jìn)行及時回收和再分配。

　　由于認(rèn)知無線電能夠最大程度地自動利用閑置頻譜，而不需要來自控制網(wǎng)絡(luò)的各種指令，因而將為用戶節(jié)約不菲的使用費用。因此，當(dāng)該技術(shù)最終實現(xiàn)市場化時，無線電用戶的支出將能大大降低。