认知无线电包含三个层次：认知模型、表达认知模型描述符的语 言以及分析认知描述符并作出决定的处理器。本实用新型包括三种认 知模型。
实用新型内容
以下提出三种认知模型：
1)无线电环境模型，
2)移动性模型，以及
3)应用/用户语境模型。
其中无线电环境表示物理形态；移动性可预测用户终端将来的位 置；而应用则表示在这些应用处理之中每一个自身内的和在多个应用 处理之间的当前状态和动态。
此外，本实用新型进一步包括了认知无线资源控制器(RRC)， 该认知控制器接收得自各模型器的信息，并对其进行处理以确定最佳 的无线电性能，从而更有效地利用无线电信道。因此，本实用新型所 产生的认知无线电系统，通过采用各种认知模型所生成的数据，最佳 化地改变系统中的物理、用户和应用条件，并作出各种调整，以实现 最佳的或改善地无线电性能。
附图说明
结合下面的描述和附图来理解本实用新型，其中，采用相同的编 号来表示相同的部件。其中：
图1为本实用新型用户设备(UE)实施例的方框图；
图2为本实用新型网络实施例的方框图；
图3概述了本实用新型物理模型的属性；
图4描述了本实用新型移动性模型器的属性；以及
图5描述了本实用新型的应用语境模型。

本实用新型提出三种认知模型：
1)无线电环境模型，
2)移动性模型，以及
3)应用/用户语境模型。
无线电环境模型表示无线电环境的物理形态，例如屏蔽损耗、多 路传播、干扰、噪声电平，等等。
移动性模型以地理坐标和/或逻辑标识符表示用户的运动，该地理 坐标和/或逻辑标识符例如为街名等，以及用户终端的运动速度等。移 动性模型用来预测用户终端将来的位置。
应用/用户语境表示用户目前所处的应用环境，而且可用来预测将 来时刻的应用环境。例如，应用语境可能包括正在使用http/tcp/ip协议 浏览网络的用户、正在讲语音电话的用户，涉及文件的传送，如下载 音乐等。
语境模型表示这些处理之中每一个本身的以及在多个应用处理之 间的当前状态和动态。例如，通常根据分组会话、分组呼叫、号码、 持续时间以及个人分组的分割等来构建互联网浏览的模型。这表示一 个应用处理之内的语境模型。多个应用处理之间的语境模型则包括表 示用户如何从一个应用处理转移到另一个处理的动态。
图1和图2分别示出了建立在上述认知无线电和三种认知模型理 论基础之上的用户设备(UE)和网络的实施例。
图1为采用三种认知模型的实施例，而图2为采用三种认知模型 和认知无线资源管理器的认知无线电网络的实施例。表1(图2)、表 2(图3)和表3(图4)分别详述物理、移动性和语境模型器的属性。 上述三部分是独立的，可采用三种模型中的一种或多种模型建立不同 的系统。
图1所示为用户设备(UE)10，它包括地理数据库12、物理模型 器14以及移动性模型器16。地理数据库存储地理位置和对应于该地 理位置的位置相关属性，该位置相关属性可包括地形(如山丘、山脉 等)、建筑物、树木、大气属性，等等。物理模型器14提供对应于地 理位置的无线电相关属性，如多路径属性、屏蔽属性以及多普勒属性。
移动性模型器16提供与用户设备相关的信息，如它们的地理坐标、 速度、用户设备可能正在沿其移动的公路的公路布局，包括交通信号 灯等以及交通密度。该数据被传送到信道处理器18，该信道处理器18 准备数据以便将其传送到调制解调器26，也就是将应用数据映射到信 道，并识别已接收的数据且将已接收的数据引导至正确的目的地。所 述数据(位于基带)被调制在合适的无线电频率28上，并通过天线装 置30传送出去，以便与网络通信。
所述应用可包括网络浏览、语音邮件、即时信息等，将这些应用 提供给应用语境模型器22和应用处理器24来构建模型。例如，互联 网浏览通常根据分组会话、分组呼叫、号码、持续时间和个人分组的 分割等构建模型。通过上述分别与移动性模型器16和物理模型器14 相关的方式，将该数据提供信道处理器18以便进行连续传送。各种应 用由应用电路20处理，如图5所示。应用处理器24集成了编码和处 理，以将数据发送到正确的目的地，为如互联网浏览(TCP/IP)、语 音通信、图像、短信息服务(SMS)和多媒体服务(MMS)提供必要 的编码和处理。
图2所示为一网络单元，其中采用相同的编号表示相同的部件， 且其进一步包括了认知无线资源控制器(RRC)，该认知无线资源控 制器分别耦合到应用语境模型器22、物理模型器14和移动性模型器 16。无线资源控制器32通常控制通过无线电传送的最佳分组传输，并 且还管理频谱资源以确保服务质量(QoS)。用户通信量和无线电信道 的性能受例行监视以便控制无线接口参数。无线带宽分配和收益最大 化与载波策略一并是可控的，以保证合理使用服务质量，以便在使用 费、订费或其他用户策略的基础上产生收益。无线资源控制器使用得 自各模型器14、16和22的信息，从而更有效地利用无线电信道。
通常，物理模型器14进行无线电信道的若干种测量。例如，物理 模型器14测量干扰电平和/或噪声电平、测量信道脉冲响应、并且估算 多路径特性。这些特性包括总功率、延迟扩展(delay spread)、重要 路径(也称为“指定(finger)”)的数量以及这些重要路径的位置、多 普勒频移、大比例路径损耗，等等。这些测量的技术在文献中已经充 分地公开了。此外，物理模型器14也可以确定一个或多个用户设备的 位置。当模型器14实施于所述用户设备中时，则其可确定其自身的位 置，但是如果模型器14实施于网络中时，它就可以确定不只一个用户 设备的位置。用户设备可以通过为简明起见而未示的全球定位系统 (GPS)或网络辅助全球定位系统来确定其自身位置。网络可以采用基 站三角测量原理来确定各用户设备的位置。
位置信息可以与本地地理形态图相关，并且与道路、交叉路口、 明显的目标、建筑物、山丘、公园等相关。基于这种相关，可将物理 无线电环境特征化为室内、稠密的市区、市区、农村、山丘、高速公 路等。这些度量组成了物理模型器14的参数。
相类似地，移动性造型器16估算与地理形态图相关的一个或多个 用户设备将来的位置。例如，如果用户设备位于高速公路上并以一定 速率运动，则可估算其将来的位置。如果用户设备位于市中心的交叉 路口附近，则道路信息即会提供几种关于将来位置的选择以及相关的 可能性。用户设备的这样一组将来的可能位置，与相关的可能性一并 成为移动性模型器16的参数。
最后构建应用语境模型。依靠用户所从事的特定应用，可估算当 前和将来的数据率和服务质量的需求。例如，假设用户(UE)正进行 语音会话，于是可基于一般语音特性和当前所使用的声音压缩算法， 构建所生成的数据量的模型。类似地，如果用户正从事网络浏览会话， 即可以用统计的方式构建分组流的模型。例如，通常使用具有一定结 构的TCP/IP协议来进行网络浏览。举例来说，在TCP对话之前总进行 涉及少量数据传送的3方信号交换。通常此后随之以若干请求-应答型 的处理。请求信息较小，而应答却大得多。类似地，电子邮件应用、 文件传送协议(FTP)应用、短信息系统(SMS)应用、多媒体系统(MMS) 应用、图片信息应用等等，特征可以是协议结构和数据统计。这些特 征组成了应用语境模型器22的参数。
上述各种模型器可以实施于用户设备中和/或网络中。网络，可选 择地还有用户设备，也提供所谓的认知控制器，如图中所示的无线电 源控制器32，该认知控制器作为输入而接收得自各模型器14、16和 22的参数，并对其进行处理以确定最佳的无线电性能。具体地说，认 知控制器(RRC)32确定最佳数据率、纠错编码模式、天线射束带宽、 功率电平、应用队列范围，等等，并据此来调整当前的无线电参数。 在有些情形中，可调用新的处理，例如启动或关闭无线电数据传送的 认可模式。在这种情况下，选择或放弃各无线电参数。在用户设备或 网络中本地最优化的情况下，用户设备和网络中的认知控制器(RRC) 32可以输入本地认知模型参数。网络中的认知控制器(RRC)也可以 输入本地认知模型参数以及已传送到该网络的各种用户的认知模型参 数。在这种情况下，每个用户设备使用一个或多个无线电信道并报告 认知模型参数数据。采用对应于协议的一组适用的信息和报告结构。 然后网络处理本地以及远程(即来自用户设备)的认知模型数据，并 作出各种调整，以实现最佳的或改善的性能。当这类调整中有一些受 到网络中的本地影响，其它的调整就会被利用适当命令协议而传送给 相关的用户设备。这样就产生了一种认知无线电系统，该认知无线电 系统力求通过采用由各种认知模型所生成的数据来最佳化地改变物 理、用户和应用条件。