科大新法避免手机「塞车」

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图：张黔及其研究团队首次提出了认知无线电运用过程遇到的技术问题，实现频谱使用最大化的目标 本报摄

现今多媒体流通量遽增，无线频谱不敷使用，导致手机通讯或网上冲浪难畅通无阻。香港科技大学首次提出解决「认知无线电」运用时的技术难题，「赋予」无线电感知及预期能力，当一频谱出现拥堵（就像塞车）时，无线信号能自动精确地搜寻畅通频段，并即刻完成「跳频」，保持通讯顺畅。科大已与华为、阿尔卡特等公司合作，可望在本港后3G时代大派用场。

无线电通讯发展一日千里，社会多媒体讯息流通量爆炸，尤其WiFi、3G等系统的布建及普及，导致频带日趋紧张。不少手机用户遭遇节假日网络拥堵，传给亲朋好友的短信祝福几小时甚至几日后才送到，而上网断线或视频画面不顺畅更是家常便饭，这一切皆凸显无线频谱不敷使用的现状。

借用空闲频段减塞车

然而，频谱资源真的如此匮乏吗？科大计算机科学及工程学系教授张黔不以为然。她五年前带领华为─科大联合实验室团队，致力研究如何最大化频谱使用率，每年耗资一百万研究经费。她指出，本港不少频段使用率为零，总体使用率仅为百分之十至二十。她解释，要取得某一频段使用权需取得政府牌照，但这些用户（主用户）未必全天候使用许可频段，因此这些频段空闲时，不拥有牌照的用户（次用户）就可「借」来使用，「目前的无线电信号却只可固定于一个频段，即使阻塞也无法完成跳频。」

张教授比喻，频谱好似车道，频谱用户就是车辆，现在所有车辆只能在一个车道上行驶，即使遇到塞车也不能换道，但如果实现动态频谱的话，车辆则可灵活转换到车辆稀疏，或通行顺畅的车道继续行驶。

张黔强调，最重要是无线电要具有一种认知及感知能力，「可以从无线环境中搜索及辨识特定时间和空间未被使用的频谱资源，同时又要预测分析主用户何时再出现并主动离开，尽量减少对主用户的干扰。」她不讳言，如果动态频谱技术完善，无线信号感知时间短，可达至百分百使用率。这一技术已申请几十个专利，包括认知无线电系统基于协同通讯的频谱租赁机制。

拟将新技术产品化

张黔续称，该技术如要推出市场，要涉及计政府、电讯运营商、用户等多方利益，较难估计本港何时运用，但后3G时代可广泛被采用。她又指出，该技术成本为一千美金，现在体积较巨大，未来将做成芯片融入手机卡或无线网卡内。目前已与华为技术有限公司、阿尔卡特公司合作，希望将技术产品化。

张的团队还首次提出频谱感知和访问的联合优化方法，并将主次用户进行协调和管理，更设计了无线运营商参与的两层频谱拍卖的市场模型。张黔称，次用户使用频段时需得到主用户许可，在获得一定质量保证服务时主用户会留出更多频谱资源给次用户，从而实现双赢，主用户更可收取「租金」，从次用户身上获取经济利益。她补充，如主次用户合作，信息传递质量会更高，从而会使成本下降，用户是最终受益者。
 
资料来源：大公报