كل تطبيقات الاتصالات الراديوية تتقاسم الطيف الترددي و تأخذ حيزاً صغيراً منه لعملتي الإرسال و الاستقبال، الموجات الراديوية Radio frequency هي جزء من الموجات الكهرومغناطيسية و تكون بتردد ما بين 1 هيرتز إلى 300 جيجا هيرتز في كل جزء منه بحسب التطلب الهندسي أو الاتفاق هناك تطبيقات خاصة، و ترعى الحكومات المالكة للأطياف الترددية في بلدانها توزيع تراخيص الاستخدام على المستخدمين، مع العلم أن هناك مجالات معينة مفتوحة للاستخدام العام ولا تحتاج لاستخدامها إلى ترخيص من الحكومة، مثل: تردد 2.4 جيجا هيرتز، و المستخدم في أفران المايكروييف، و Bluetooth، و Wifi AP غيرها.
شكل[1]: منحنى تردد الموجات الراديوية و التطبيقات المخصصة لكل جزء.
و لكن مما لوحظ في استخدام التقنية للموجات الراديوية أنها بشكل عام غير ذات كفاءة عالية فهناك كثير من الأجزاء من الطيف الترددي غير مستخدمة، بينما هناك أجزاء أخرى منه مكتظة جداً إضافةً إلى الفارق بين نسبة الاستخدام ما بين النهار و الليل و في ظروف معينة أخرى مثل الكوارث أو الحروب و التي يصعب معها استخدام أجهزة الاستكشاف radars للترددات الخاصة بها و تحتاج إلى تغييرها إلى حيز آخر، كل هذه أسباب دفعت نحو التفكير إلى آلية متغيرة في توزيع النشاطات على النطاق الترددي لتتيح إمكانية أن يستخدم شخص غير مرخص له ترددًا معينا بحسب الإمكانية، و الإمكانية ببساطة تعني أن لا يكون المستخدم الأساسي مستخدماً له حالياً.
هذه الأنظمة الذكية من الاتصالات تقوم على عناصر من بينها و هو تحت اسم software-defined radio و هو عبارة عن أساسات و برمجيات مرنة قابلة للتشكيل و التبديل لكل المتغيرات في نظام الاتصالات بما يشمل التردد و القُدرة المرسلة و نمط التضمين بحسب الظروف، و تقوم هذه الأنظمة أيضاً على مستشعرات على العديد من النطاقات الترددية تبحث عن فراغات في الطيف الترددي لاستخدامها و طبعا تتأكد كل لحظة من أن المستخدم الأساسي لا يستخدم النطاق كي لا تسبب شوشرةً عليه و في حال استخدامه فإن هذه الأنظمة تنتقل إلى تردد آخر.
إحدى الأمثلة المشهورة و التي تُذكر كمثال للاستخدام الغير كفء للمجال الترددي وجود فراغات ترددية كبيرة غير مستخدمة في النطاق المخصص لتطبيقات البث المرئي من الأقمار الصناعية و التي خصص لها حيز ترددي ما بين 41 ميغا هيرتز إلى 910 ميغا هيرتز، هذه الفراغات يصطلح تسميتها بالمناطق البيضاء white spaces وجود هذه الفراغات بحد ذاته خسارة إضافةً إلى تموقعها في مكان ممتاز على منحنى التردد فإشاراتها لا تضمحل سريعا مع المسافة و ذات قدرة أكبر في تجاوز العوائق أكثر بكثير من الموجات الأعلى ترددًا.
و للاستزادة أكثر في موضوع الوصول النشط إلى الطيف الترددي و الشبكات الذكية أنصح بقراءة كتاب Dynamic Spectrum Access and Management in Cognitive Radio Networks، الذي يحتوي على صورة شاملة عن هذا الموضوع و راجعاً إلى الكثير من الاقتراحات و الأوراق العلمية في هذا الخصوص.
