CR (cognitive radio)

Cognitive Radio (CR) ist ein Ansatz der Frequenzökonomie. Es ist ein Konzept zur optimalen Nutzung von unbenutzten, unregelmäßig benutzten, wenig oder gar nicht belegten Frequenzbereichen, wie beispielsweise den White Spaces. Cognitive Radio soll dafür sorgen, dass die zur Verfügung stehenden Frequenzbänder intelligenter, flexibler und ökonomischer belegt werden.


Die optimale Nutzung von Frequenzbändern

Da das zur Verfügung stehende Frequenzspektrum nicht vergrößert werden kann, die Nachfrage und der Bedarf an weiteren Frequenzbändern aber unvermindert wächst, wird nach Funktechniken geforscht, die unbenutzte Frequenzbänder als Frequenzressource aktivieren. Cognitive Radio (CR) ist ein solches flexibles, intelligentes Mobilfunkkonzept, das in vorhandenen Frequenzbändern nach nicht belegten Frequenzbereichen sucht und diese als Frequenzressource nutzt. Das Grundkonzept zum Cognitive Radio wurde von Joseph Mitola von DARPA entwickelt, weswegen das CR-Radio manchmal auch als Mitola-Radio bezeichnet wird.

Bereitstellung von Frequenzbändern

Frequenzspektrum 
   mit Benutzungsprofil

Frequenzspektrum mit Benutzungsprofil

Generell ist es so, dass die zur Verfügung stehenden Frequenzbereiche exklusiv für Broadcast- und Funkdienste reserviert sind. Da sind die Rundfunkbänder, die Frequenzbänder für Fernsehen, Mobilfunk, Radar, Richtfunk, Behördenfunk usw. Um Interferenzen zu vermeiden liegen häufig zwischen den Frequenzbändern und -kanälen Sicherheits-Frequenzbänder. Diese ungenutzten Frequenzbänder werden ebenso in die Überlegungen für die optimale Frequenzausnutzung einbezogen, wie nicht oder selten benutzte Frequenzen.

Cognitive Radio ist ein intelligentes Konzept, das seine Betriebsparameter in Echtzeit der aktuellen Frequenzbelegung und den Umgebungsbedingungen anpasst. Diese Anpassungsfähigkeit betrifft die Trägerfrequenz, die Sendeleistung und das Modulationsverfahren. Dafür detektiert Cognitive Radio die funktechnisch belegten und freien Frequenzen im UHF-Bereich. Das ist der Frequenzbereich, der in den USA für diese Anwendung freigegeben ist. Die Konfiguration und Rekonfiguration übernimmt ein Software Defined Radio (SDR), das die Hardware-Plattform bildet. Der Nachregelungsmechanismus selbst passt durch ständige Überwachung des Frequenzbereiches seine Parameter kontinuierlich an sich ändernde Sendebedingungen an.

Ein Einsatzgebiet für Cognitive Radio sind Cognitive Radio Networks (CRN), in denen ein Cognitive Radio als autonomer Netzknoten oder als Mobilfunkstation agieren und die Effizienz der Frequenzökonomie erhöhen kann. Dazu tastet er das Frequenzspektrum ab, analysiert die freien Frequenzen für seine Anwendung und richtet die Übertragungsparameter so aus, dass keine Interferenzen mit lizenzierten und nicht-lizenzierten Benutzern entstehen. Dank der hohen Mobilität kann ein schneller Frequenzwechsel auf eine andere freie Frequenz durchgeführt werden.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Cognitive Radio
Englisch: cognitive radio - CR
Veröffentlicht: 19.11.2013
Wörter: 389
Tags: #Mobilfunkdienste
Links: CRN (cognitive radio network), DARPA (defense advanced research project agency), Echtzeit, EIRP (equivalent isotropically radiated power), Fernsehen