认知卫星通信频谱感知及资源分配技术综述*

刘 瑞，朱诗兵，李长青，帅海峰

(航天工程大学 航天信息学院，北京 101416)

0 引 言

随着现代社会对通信需求的增长以及卫星通信技术的发展，卫星通信逐渐在许多传统地面通信领域获得实际应用。由于卫星通信具有覆盖面积大、通信距离远、不受地形限制等优点，能够有效解决地面通信网络覆盖率低[1]、对自然环境依赖高等问题，其在通信方式中逐渐扮演着越来越重要的角色，被广泛应用于军事、商业、娱乐等各个领域。近年来，天地一体化信息网络[2]成为了卫星通信的一个新的发展方向，我国“十三五”规划中也明确了要建设天地一体化信息网络，因此需要越来越多的卫星接入资源。同时由于卫星主要工作在Ka、Ku等较高频段，其信号衰落也是卫星通信中存在的比较突出的问题。因此，不管是日益增长的需求还是信号传输存在的问题，都需要更多的频谱资源来应对，但频谱资源有限且不可再生，如何利用好现有的频谱资源就成了卫星通信系统中亟需优化的问题。

虽然频谱资源很珍贵，国际上的频谱资源竞争也很激烈，但在目前的卫星通信系统中，频谱资源的利用率仍然很低，导致了资源“假性枯竭”的问题[3]。因此，要想满足日益增长的通信需求，必须提高频谱资源的利用率。一些学者提出了将认知无线电(Cognitive Radio，CR)技术应用到卫星通信网络中的构想[4-5]，越来越多的专家学者开始对认知卫星系统进行研究，该方向有较好的研究前景。

CR技术的核心在于“动态的”频谱接入[6]，在不干扰授权用户的前提下，利用授权用户的空闲频段进行通信，这就大大提高了频谱利用率，能够很好地解决资源“假性枯竭”的问题。……