无线频谱范文10篇

无线频谱范文篇1

在过去几年中,用户所接触的产品功能越来越强大,其目的在于在移动电话这种单一设备中集成多种方便实用的技术,从而增强用户的多功能体验。新的高速数据技术,例如HSDPA/HSUPA和A版本的1xEV-DO,能够为用户提供更强大的功能,例如广播视频和高速E-mail等。而且,诸如卫星与地球视频广播、UWB和WLAN等技术也将集成到移动手持式设备之中。

这种多功能集成的趋势为设计者提出了两大严峻的挑战:处理快速变化的带宽分配需求,以及对高度集成的系统中发生的问题进行隔离。今天,大多数标准只需要在固定操作状态下进行无线发射器测试。但是,从本质上来看,高速数据服务的用户模型(例如高速上网、收发E-mail和周期性的下载等)所需的带宽是随需求而实时变化的。

如果信号的峰值功耗与平均功耗的比值变化较大,这种瞬时的带宽变化将会带来更大的挑战。当其他的无线技术引起瞬时的电池消耗,或者当带外发送的信号干扰了灵敏接收机的工作时,就会出现上述的问题。假设某个用户希望通过移动电话通话,接通数据下载文件,利用UWB发送该文件到某个存储设备,同时通过连续视频服务观看世界杯,那么设计者如何确保这些功能都能够实现?要想完整地测试多功能集成的设备,设计者必须超越技术标准的局限,针对设备的实际工作与性能要求进行测试。

设计者所面临的另一个挑战就是:随着设备集成度的提高,检测无线发射器的问题变得越来越困难。要想在频域、时域和数字域中同时观察某个信号路径,可能需要多种测试仪器,因此要想把硬件和软件的问题隔离开就变得越来越困难。在多种仪器之间以及在整个信号路径上将信号事件之间的时间关系关联起来,这种测试功能已经成为调试现代无线设计所必不可少的一部分。

不论频谱分析仪、示波器和逻辑分析仪的存储容量有多少,它们存储事件的能力都是有限的。因此当我们需要在多个仪器之间关联某个信号事件的时候,必须在存储器存满之前,在该事件发生时实时地隔离出所关注的信号。否则,要想在多个域之间截取某个随时间变化的问题几乎是不可能的。

实现这一功能的关键在于事件的触发方式,以及以较低的延迟交叉触发其他仪器的能力。

对伪事件进行触发、跨测试环境捕捉事件数据、分析与时间相关的数据,这些功能都是查找先进无线设备问题根本来源的必要需求。随着过去几年的发展,频谱分析仪已经成为分析射频传输特性的主要工具,选择合适的工具能够加快无线设计者的开发速度,提高开发能力。

基站多载波放大器和其他一些高性能无线发射器能够利用扫频式调谐频谱分析仪的功能,对高动态范围内(high-dynamic-range)的信号进行测量。最近,人们推出了矢量信号分析仪,从而使用户能够针对调制信号分析发射器的性能特征。在某些情况下,这两类分析仪可以结合起来使用,用户利用一套仪器不但可以观察到高动态范围的信号(频谱分析),还可以观察到信号的调制状态(矢量分析)。但不幸的是,用户无法同时观察到这两种信号。

早期设计的测试工具中采用的多载波放大器(MCPA)效率较低,无法传输IxEV-DO和HSDPA这样的突发载波信号。这类老式的MCPA正在被采用最新线性化技术(例如数字预矫正)的新型MCPA器件所取代。由于采用了先进的DSP以及较高数据速率的D/A转换器,数字预矫正线性化技术能够大大提高功放的效率,降低实现所需的成本。扫频式频谱分析仪或矢量信号分析仪能够根据技术标准验证MCPA的频谱和调制性能,但是它们无法超越技术标准的限制,解释实际条件下的器件特性。现代无线器件的实际操作要求高速数据通道要具有针对预期的用户使用模式的特性。

扫频式调谐频谱分析仪和矢量信号分析仪的架构都限制了它们检测瞬态事件的能力。捕捉频谱事件的概率取决于扫描的速度、量化范围以及对踪迹信息(traceinformation)的后续处理。扫频调谐式分析仪没有矢量存储器,通常只记录最小、最大和平均功耗。尽管矢量信号分析仪具有矢量踪迹存储器(vectortracememory),但是它后期捕捉信号处理的速度较慢,无法完成连续的信号分析任务。

因此,两种工具捕捉短暂瞬态事件的概率都远远小于10%。即使它们能够捕捉这种事件,信息处理带来的延迟也无法在真实的事件发生时有效触发发射器链路上的其他仪器。

显然,为了应对实际操作条件下的挑战,分析仪必须能够对频域事件进行触发,并交叉触发多个仪器。无线通信信号的突发特性,以及在无线设备中集成复杂的线性化技术都可能引起频谱紊乱,因此对这种事件的触发功能是极其重要的。

实时频谱分析仪的架构决定了它们具有执行实时FFT分析所需的计算速度,能够利用计算结果在频谱事件发生时进行触发,并以很高的置信度将它们捕捉到存储器中。在实时处理以及捕捉信号之前,实时频谱分析仪能够将时域采样的数据转换到频域上,从而在捕捉到存储器中或者触发某个外部事件之前,对信号频谱进行预先分析。因此,实时频谱分析仪能够预先查看信号,并可以设置为只对所关心的频谱事件进行触发。

无线频谱范文篇2

无线技术的挑战

在过去几年中,用户所接触的产品功能越来越强大,其目的在于在移动电话这种单一设备中集成多种方便实用的技术,从而增强用户的多功能体验。新的高速数据技术,例如HSDPA/HSUPA和A版本的1xEV-DO,能够为用户提供更强大的功能,例如广播视频和高速E-mail等。而且,诸如卫星与地球视频广播、UWB和WLAN等技术也将集成到移动手持式设备之中。

这种多功能集成的趋势为设计者提出了两大严峻的挑战:处理快速变化的带宽分配需求,以及对高度集成的系统中发生的问题进行隔离。今天,大多数标准只需要在固定操作状态下进行无线发射器测试。但是,从本质上来看,高速数据服务的用户模型(例如高速上网、收发E-mail和周期性的下载等)所需的带宽是随需求而实时变化的。

如果信号的峰值功耗与平均功耗的比值变化较大,这种瞬时的带宽变化将会带来更大的挑战。当其他的无线技术引起瞬时的电池消耗,或者当带外发送的信号干扰了灵敏接收机的工作时,就会出现上述的问题。

假设某个用户希望通过移动电话通话,接通数据下载文件,利用UWB发送该文件到某个存储设备,同时通过连续视频服务观看世界杯,那么设计者如何确保这些功能都能够实现?要想完整地测试多功能集成的设备,设计者必须超越技术标准的局限,针对设备的实际工作与性能要求进行测试。

设计者所面临的另一个挑战就是:随着设备集成度的提高,检测无线发射器的问题变得越来越困难。要想在频域、时域和数字域中同时观察某个信号路径,可能需要多种测试仪器,因此要想把硬件和软件的问题隔离开就变得越来越困难。在多种仪器之间以及在整个信号路径上将信号事件之间的时间关系关联起来,这种测试功能已经成为调试现代无线设计所必不可少的一部分。

不论频谱分析仪、示波器和逻辑分析仪的存储容量有多少,它们存储事件的能力都是有限的。因此当我们需要在多个仪器之间关联某个信号事件的时候,必须在存储器存满之前,在该事件发生时实时地隔离出所关注的信号。否则,要想在多个域之间截取某个随时间变化的问题几乎是不可能的。

实现这一功能的关键在于事件的触发方式,以及以较低的延迟交叉触发其他仪器的能力。

传统工具的局限

对伪事件进行触发、跨测试环境捕捉事件数据、分析与时间相关的数据,这些功能都是查找先进无线设备问题根本来源的必要需求。随着过去几年的发展,频谱分析仪已经成为分析射频传输特性的主要工具,选择合适的工具能够加快无线设计者的开发速度,提高开发能力。

基站多载波放大器和其他一些高性能无线发射器能够利用扫频式调谐频谱分析仪的功能,对高动态范围内(high-dynamic-range)的信号进行测量。最近,人们推出了矢量信号分析仪,从而使用户能够针对调制信号分析发射器的性能特征。在某些情况下,这两类分析仪可以结合起来使用,用户利用一套仪器不但可以观察到高动态范围的信号(频谱分析),还可以观察到信号的调制状态(矢量分析)。但不幸的是,用户无法同时观察到这两种信号。

早期设计的测试工具中采用的多载波放大器(MCPA)效率较低,无法传输IxEV-DO和HSDPA这样的突发载波信号。这类老式的MCPA正在被采用最新线性化技术(例如数字预矫正)的新型MCPA器件所取代。由于采用了先进的DSP以及较高数据速率的D/A转换器,数字预矫正线性化技术能够大大提高功放的效率,降低实现所需的成本。

扫频式频谱分析仪或矢量信号分析仪能够根据技术标准验证MCPA的频谱和调制性能,但是它们无法超越技术标准的限制,解释实际条件下的器件特性。现代无线器件的实际操作要求高速数据通道要具有针对预期的用户使用模式的特性。

扫频式调谐频谱分析仪和矢量信号分析仪的架构都限制了它们检测瞬态事件的能力。捕捉频谱事件的概率取决于扫描的速度、量化范围以及对踪迹信息(traceinformation)的后续处理。扫频调谐式分析仪没有矢量存储器,通常只记录最小、最大和平均功耗。尽管矢量信号分析仪具有矢量踪迹存储器(vectortracememory),但是它后期捕捉信号处理的速度较慢,无法完成连续的信号分析任务。

因此,两种工具捕捉短暂瞬态事件的概率都远远小于10%。即使它们能够捕捉这种事件,信息处理带来的延迟也无法在真实的事件发生时有效触发发射器链路上的其他仪器。实时频谱分析仪的新特性

显然,为了应对实际操作条件下的挑战,分析仪必须能够对频域事件进行触发,并交叉触发多个仪器。无线通信信号的突发特性,以及在无线设备中集成复杂的线性化技术都可能引起频谱紊乱,因此对这种事件的触发功能是极其重要的。

实时频谱分析仪的架构决定了它们具有执行实时FFT分析所需的计算速度,能够利用计算结果在频谱事件发生时进行触发,并以很高的置信度将它们捕捉到存储器中。在实时处理以及捕捉信号之前,实时频谱分析仪能够将时域采样的数据转换到频域上,从而在捕捉到存储器中或者触发某个外部事件之前,对信号频谱进行预先分析。因此,实时频谱分析仪能够预先查看信号,并可以设置为只对所关心的频谱事件进行触发。

基于DSP的设备在现代无线设备的信号控制和频谱整形中扮演着极为重要的角色,这类设备的测试需求给人们提出了巨大的测试挑战,因为它们将原来由硬件实现的功能(很容易利用仪器来表征)转换为软件来实现。当不与时钟采样同步的增益变换、信号滤波和校正因数被放大时,它们本身就表现为频谱紊乱(spectrumviolations)(如图1所示)。这类事件可能会引起频谱发射的失效,或者接收器的干扰。

无线频谱范文篇3

无线技术的挑战

在过去几年中,用户所接触的产品功能越来越强大,其目的在于在移动电话这种单一设备中集成多种方便实用的技术,从而增强用户的多功能体验。新的高速数据技术,例如HSDPA/HSUPA和A版本的1xEV-DO,能够为用户提供更强大的功能,例如广播视频和高速E-mail等。而且,诸如卫星与地球视频广播、UWB和WLAN等技术也将集成到移动手持式设备之中。

这种多功能集成的趋势为设计者提出了两大严峻的挑战:处理快速变化的带宽分配需求,以及对高度集成的系统中发生的问题进行隔离。今天,大多数标准只需要在固定操作状态下进行无线发射器测试。但是,从本质上来看,高速数据服务的用户模型(例如高速上网、收发E-mail和周期性的下载等)所需的带宽是随需求而实时变化的。

如果信号的峰值功耗与平均功耗的比值变化较大,这种瞬时的带宽变化将会带来更大的挑战。当其他的无线技术引起瞬时的电池消耗,或者当带外发送的信号干扰了灵敏接收机的工作时,就会出现上述的问题。

假设某个用户希望通过移动电话通话,接通数据下载文件,利用UWB发送该文件到某个存储设备,同时通过连续视频服务观看世界杯,那么设计者如何确保这些功能都能够实现?要想完整地测试多功能集成的设备,设计者必须超越技术标准的局限,针对设备的实际工作与性能要求进行测试。

设计者所面临的另一个挑战就是:随着设备集成度的提高,检测无线发射器的问题变得越来越困难。要想在频域、时域和数字域中同时观察某个信号路径,可能需要多种测试仪器,因此要想把硬件和软件的问题隔离开就变得越来越困难。在多种仪器之间以及在整个信号路径上将信号事件之间的时间关系关联起来,这种测试功能已经成为调试现代无线设计所必不可少的一部分。

不论频谱分析仪、示波器和逻辑分析仪的存储容量有多少,它们存储事件的能力都是有限的。因此当我们需要在多个仪器之间关联某个信号事件的时候,必须在存储器存满之前,在该事件发生时实时地隔离出所关注的信号。否则,要想在多个域之间截取某个随时间变化的问题几乎是不可能的。

实现这一功能的关键在于事件的触发方式,以及以较低的延迟交叉触发其他仪器的能力。

传统工具的局限

对伪事件进行触发、跨测试环境捕捉事件数据、分析与时间相关的数据,这些功能都是查找先进无线设备问题根本来源的必要需求。随着过去几年的发展,频谱分析仪已经成为分析射频传输特性的主要工具,选择合适的工具能够加快无线设计者的开发速度,提高开发能力。

基站多载波放大器和其他一些高性能无线发射器能够利用扫频式调谐频谱分析仪的功能,对高动态范围内(high-dynamic-range)的信号进行测量。最近,人们推出了矢量信号分析仪,从而使用户能够针对调制信号分析发射器的性能特征。在某些情况下,这两类分析仪可以结合起来使用,用户利用一套仪器不但可以观察到高动态范围的信号(频谱分析),还可以观察到信号的调制状态(矢量分析)。但不幸的是,用户无法同时观察到这两种信号。

早期设计的测试工具中采用的多载波放大器(MCPA)效率较低,无法传输IxEV-DO和HSDPA这样的突发载波信号。这类老式的MCPA正在被采用最新线性化技术(例如数字预矫正)的新型MCPA器件所取代。由于采用了先进的DSP以及较高数据速率的D/A转换器,数字预矫正线性化技术能够大大提高功放的效率,降低实现所需的成本。

扫频式频谱分析仪或矢量信号分析仪能够根据技术标准验证MCPA的频谱和调制性能,但是它们无法超越技术标准的限制,解释实际条件下的器件特性。现代无线器件的实际操作要求高速数据通道要具有针对预期的用户使用模式的特性。

扫频式调谐频谱分析仪和矢量信号分析仪的架构都限制了它们检测瞬态事件的能力。捕捉频谱事件的概率取决于扫描的速度、量化范围以及对踪迹信息(traceinformation)的后续处理。扫频调谐式分析仪没有矢量存储器,通常只记录最小、最大和平均功耗。尽管矢量信号分析仪具有矢量踪迹存储器(vectortracememory),但是它后期捕捉信号处理的速度较慢,无法完成连续的信号分析任务。

因此,两种工具捕捉短暂瞬态事件的概率都远远小于10%。即使它们能够捕捉这种事件,信息处理带来的延迟也无法在真实的事件发生时有效触发发射器链路上的其他仪器。转实时频谱分析仪的新特性

显然,为了应对实际操作条件下的挑战,分析仪必须能够对频域事件进行触发,并交叉触发多个仪器。无线通信信号的突发特性,以及在无线设备中集成复杂的线性化技术都可能引起频谱紊乱,因此对这种事件的触发功能是极其重要的。

实时频谱分析仪的架构决定了它们具有执行实时FFT分析所需的计算速度,能够利用计算结果在频谱事件发生时进行触发,并以很高的置信度将它们捕捉到存储器中。在实时处理以及捕捉信号之前,实时频谱分析仪能够将时域采样的数据转换到频域上,从而在捕捉到存储器中或者触发某个外部事件之前,对信号频谱进行预先分析。因此,实时频谱分析仪能够预先查看信号,并可以设置为只对所关心的频谱事件进行触发。

基于DSP的设备在现代无线设备的信号控制和频谱整形中扮演着极为重要的角色,这类设备的测试需求给人们提出了巨大的测试挑战,因为它们将原来由硬件实现的功能(很容易利用仪器来表征)转换为软件来实现。当不与时钟采样同步的增益变换、信号滤波和校正因数被放大时,它们本身就表现为频谱紊乱(spectrumviolations)(如图1所示)。这类事件可能会引起频谱发射的失效,或者接收器的干扰。

无线频谱范文篇4

摘要：感知无线电技术是在软件无线电技术基础上发展起来的一种新的智能无线通信技术，是软件无线电技术的扩展，它使软件无线电从预先定义协议的盲目执行者转变成为无线电领域的智能。感知无线电虽具有独特的优点，但技术并不成熟，本文对感知无线电的无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理，无线电知识描述语言等关键问题进行了探讨，希望能够对相关工作的开展提供一些参考。

一、感知无线电的概念

感知无线电技术用以实现动态频谱共享。通过检测空中信号占用频谱，通过探知无线环境中空闲频谱资源，选择可被自己利用频率进行通信。租借系统通过采用感知无线电技术，实时跟踪授权系统占用频率状况，随时使用、释放频段，在保障授权系统通信前提下，与授权系统动态共享频谱。论文百事通采用频谱检测方式获取频谱信息可使感知无线电技术能适应无线环境频谱使用状况短期变化，高效利用频谱，并且感知无线电技术不要求改造现有系统，对无线信道环境和用户需求都将具有较好适应性。

感知无线电技术动态频谱共享是自适应传输技术思想在频谱分配领域的运用。自适应传输使无线通信系统数据传输适应信道传输能力的变化，通过提高数据传输速率来改善频谱利用率。而感知无线电使无线通信系统占用的频谱适应无线环境频谱使用状况的变化，通过增加共享同一频段的系统数、用户数来提高频谱利用率。不管是自适应传输技术还是感知无线电技术，其思想的核心都是无线通信系统能自动地适应外界环境和自身需求的变化。

感知无线电思想可以推广到移动通信其它层面。从低层到高层，要求未来移动通信系统能检测系统各层参数与状态，如链路质量、网络拓扑、业务负载、甚至用户需求，并能适应这些变化。从通信端到端，在存在重叠覆盖多种无线电通信环境下，要求移动设备能够在异构网络间切换，实现包括终端、网络和业务在内的端到端重配置。这也就是所谓的认知网络(CognitiveNetwork)。

二、感知无线电关键技术分析

作为一种新的智能无线通信技术，感知无线电可以感知到周围的环境特征，采用构建方法进行学习，通过相关描述语言与通信网络智能交流，实时调整传输参数，使系统的无线规则与输入的无线电激励的变化相适应，以达到随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规则指一系列适合无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间模式的设置。感知无线电系统的重构能力很重要，该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现，而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学习的过程实现，其感知过程开始于无线电激励的被动感应，以做出反应行为而终止，一个基本的感知周期要大致分为3个基本过程，分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理，它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。

2.1感知无线电技术与动态频谱分配

未来移动通信系统满足用户需求的关键点是提高频谱利用率。移动通信的发展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法，一是扩大可利用的频率范围，二是提高频谱利用率。为增加可用频率，移动通信系统的频率已扩展至300GHZ。无线信道的路径损耗是随频率升高而迅速增加的，所以频率过高并不利于移动通信。因而，更加有效的方法是提高频谱利用率。

提高频谱利用率有三类途径，改进通信设备的传输技术，优化网络、提高组网能力。目前广泛采用这两种途径，但是这两种方法能够获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种提高频谱利用率的途径是改进频谱分配方式。

目前国际上主要采用固定频谱分配方式，一个频段只分配给一个无线接入系统，不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用，其它无线接入系统不能占用该频段。为提高频谱利用率，可以将一些频段分配给了多个系统，允许它们同时占有同一个频段，甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段，允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式能够改善系统干扰问题，但由于频谱的授权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率，其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段，虽然优于独占性的固定频谱分配方式，但由于它对频谱共享没有加以必要的控制，一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用，从而导致了两方面的问题。可见，如果仅仅是简单地允许多个系统共享频谱，而不避免系统间干扰，会制约频谱利用率的提高，并且不能保证通信质量。

为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾，可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段，各系统只在需要通信时才能占有频段，通信结束就释放频段，而且必须控制系统间干扰，后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容，分配频段上授权系统有使用频谱的最高优先级，只要不影响授权系统通信，租借系统与授权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上，当授权系统不使用所分配的频率时，租借系统可以占用频率，但当授权系统重新占用频率时，租借系统必须及时地归还频率。

2.2信道状态估计及其容量预测

信道估计的结果可用来计算信道容量，用于控制发送端的信号能量，可使用香农法则计算信道容量C，但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输C的信息，而是量化C，一定的量化率用于反馈发送端，量化比率是预先确定的，所以接收机接收的信息量要小于信道容量C。一般来说，无线系统的传输率是波动的，当其超出一定界限时，就会引起系统的不正常工作，这个界限决定了最大的传输比特率。

2.3功率控制和频谱管理

2.3.1功率控制

在感知无线电通信系统中功率控制的实现以分布方式进行，以扩大系统工作范围，提高接收机性能。控制发送端功率是感知无线电系统的关键技术之一。在多址接入的感知无线电信道环境中，主要采用协作机制方法，包括规则及协议和协作的Adhoc网络两方面内容。多用户的感知无线电系统彼此协作工作，基于先进的频谱管理功能，可以提高系统工作性能，支持更多用户接入。

2.3.2动态频谱管理

动态频谱管理也称为动态频谱分配，具有实现系统频谱高效利用的功能。在感知无线电系统中，频谱管理的算法可这样描述：基于频谱空穴和功率控制器的输出，选择一种调制方式以适应时变的无线传输环境，使系统工作在可靠传输的状态下。系统工作的可靠性可由信噪比差额(SNRgap)的大小确定。公务员之家

2.4无线电知识描述语言

传统的软件无线电不能与网络进行智能交流，因为没有基于模式推理计划能力和没有相关描述语言。在以软件无线电为发展平台的感知无线电研究中，研究表示无线系统知识、计划和所需语言是关键技术，无线电知识描述语言(RKRL)应运而生，它表示了无线规则、系统配置、软件模块、网络传送、用户需求、应用环境等知识。

参考文献：

[1]何丽华，谢显中，董雪涛，周通.感知无线电中的频谱检测技术[J].通信技术，2007，(05)

[2]王军，李少谦.认知无线电：原理、技术与发展趋势[J].中兴通讯技术，2007，(03)

[3]谭学治，姜靖，孙洪剑.认知无线电的频谱感知技术研究[J].信息安全与通信保密，2007，(03).

[4]刘元，彭端，陈楚.认知无线电的关键技术和应用研究[J].通信技术，2007，(07)

无线频谱范文篇5

感知无线电技术用以实现动态频谱共享。通过检测空中信号占用频谱,通过探知无线环境中空闲频谱资源,选择可被自己利用频率进行通信。租借系统通过采用感知无线电技术,实时跟踪授权系统占用频率状况,随时使用、释放频段,在保障授权系统通信前提下,与授权系统动态共享频谱。采用频谱检测方式获取频谱信息可使感知无线电技术能适应无线环境频谱使用状况短期变化,高效利用频谱,并且感知无线电技术不要求改造现有系统,对无线信道环境和用户需求都将具有较好适应性。

感知无线电技术动态频谱共享是自适应传输技术思想在频谱分配领域的运用。自适应传输使无线通信系统数据传输适应信道传输能力的变化,通过提高数据传输速率来改善频谱利用率。而感知无线电使无线通信系统占用的频谱适应无线环境频谱使用状况的变化,通过增加共享同一频段的系统数、用户数来提高频谱利用率。不管是自适应传输技术还是感知无线电技术,其思想的核心都是无线通信系统能自动地适应外界环境和自身需求的变化。

感知无线电思想可以推广到移动通信其它层面。从低层到高层,要求未来移动通信系统能检测系统各层参数与状态,如链路质量、网络拓扑、业务负载、甚至用户需求,并能适应这些变化。从通信端到端,在存在重叠覆盖多种无线电通信环境下,要求移动设备能够在异构网络间切换,实现包括终端、网络和业务在内的端到端重配置。这也就是所谓的认知网络(CognitiveNetwork)。

二、感知无线电关键技术分析

作为一种新的智能无线通信技术,感知无线电可以感知到周围的环境特征,采用构建方法进行学习,通过相关描述语言(RadioKnowledgeRepresentationLanguage,RKRL)与通信网络智能交流,实时调整传输参数,使系统的无线规则与输入的无线电激励的变化相适应,以达到随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规则指一系列适合无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间模式的设置。感知无线电系统的重构能力很重要,该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现,而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学习的过程实现,其感知过程开始于无线电激励的被动感应,以做出反应行为而终止,一个基本的感知周期要大致分为3个基本过程,分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理,它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。

2.1感知无线电技术与动态频谱分配

未来移动通信系统满足用户需求的关键点是提高频谱利用率。移动通信的发展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法,一是扩大可利用的频率范围,二是提高频谱利用率。为增加可用频率,移动通信系统的频率已扩展至300GHZ。无线信道的路径损耗是随频率升高而迅速增加的,所以频率过高并不利于移动通信。因而,更加有效的方法是提高频谱利用率。

提高频谱利用率有三类途径,改进通信设备的传输技术,优化网络、提高组网能力。目前广泛采用这两种途径,但是这两种方法能够获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种提高频谱利用率的途径是改进频谱分配方式。

目前国际上主要采用固定频谱分配方式,一个频段只分配给一个无线接入系统,不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用,其它无线接入系统不能占用该频段。为提高频谱利用率,可以将一些频段分配给了多个系统,允许它们同时占有同一个频段,甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段,允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式能够改善系统干扰问题,但由于频谱的授权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率,其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段,虽然优于独占性的固定频谱分配方式,但由于它对频谱共享没有加以必要的控制,一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用,从而导致了两方面的问题。可见,如果仅仅是简单地允许多个系统共享频谱,而不避免系统间干扰,会制约频谱利用率的提高,并且不能保证通信质量。

为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾,可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段,各系统只在需要通信时才能占有频段,通信结束就释放频段,而且必须控制系统间干扰,后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容,分配频段上授权系统有使用频谱的最高优先级,只要不影响授权系统通信,租借系统与授权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上,当授权系统不使用所分配的频率时,租借系统可以占用频率,但当授权系统重新占用频率时,租借系统必须及时地归还频率。

2.2信道状态估计及其容量预测

信道估计的结果可用来计算信道容量,用于控制发送端的信号能量,可使用香农法则计算信道容量C,但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输C的信息,而是量化C,一定的量化率用于反馈发送端,量化比率是预先确定的,所以接收机接收的信息量要小于信道容量C。一般来说,无线系统的传输率是波动的,当其超出一定界限时,就会引起系统的不正常工作,这个界限决定了最大的传输比特率。

2.3功率控制和频谱管理

2.3.1功率控制

在感知无线电通信系统中功率控制的实现以分布方式进行,以扩大系统工作范围,提高接收机性能。控制发送端功率是感知无线电系统的关键技术之一。在多址接入的感知无线电信道环境中,主要采用协作机制方法,包括规则及协议和协作的Adhoc网络两方面内容。多用户的感知无线电系统彼此协作工作,基于先进的频谱管理功能,可以提高系统工作性能,支持更多用户接入。

2.3.2动态频谱管理

动态频谱管理也称为动态频谱分配,具有实现系统频谱高效利用的功能。在感知无线电系统中,频谱管理的算法可这样描述:基于频谱空穴和功率控制器的输出,选择一种调制方式以适应时变的无线传输环境,使系统工作在可靠传输的状态下。系统工作的可靠性可由信噪比差额(SNRgap)的大小确定。

无线频谱范文篇6

论文摘要:感知无线电技术是在软件无线电技术基础上发展起来的一种新的智能无线通信技术，是软件无线电技术的扩展，它使软件无线电从预先定义协议的盲目执行者转变成为无线电领域的智能。感知无线电虽具有独特的优点，但技术并不成熟，本文对感知无线电的无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理，无线电知识描述语言等关键问题进行了探讨，希望能够对相关工作的开展提供一些参考。

一、感知无线电的概念

感知无线电技术用以实现动态频谱共享。通过检测空中信号占用频谱，通过探知无线环境中空闲频谱资源，选择可被自己利用频率进行通信。租借系统通过采用感知无线电技术，实时跟踪授权系统占用频率状况，随时使用、释放频段，在保障授权系统通信前提下，与授权系统动态共享频谱。采用频谱检测方式获取频谱信息可使感知无线电技术能适应无线环境频谱使用状况短期变化，高效利用频谱，并且感知无线电技术不要求改造现有系统，对无线信道环境和用户需求都将具有较好适应性。

感知无线电技术动态频谱共享是自适应传输技术思想在频谱分配领域的运用。自适应传输使无线通信系统数据传输适应信道传输能力的变化，通过提高数据传输速率来改善频谱利用率。而感知无线电使无线通信系统占用的频谱适应无线环境频谱使用状况的变化，通过增加共享同一频段的系统数、用户数来提高频谱利用率。不管是自适应传输技术还是感知无线电技术，其思想的核心都是无线通信系统能自动地适应外界环境和自身需求的变化。

感知无线电思想可以推广到移动通信其它层面。从低层到高层，要求未来移动通信系统能检测系统各层参数与状态，如链路质量、网络拓扑、业务负载、甚至用户需求，并能适应这些变化。从通信端到端，在存在重叠覆盖多种无线电通信环境下，要求移动设备能够在异构网络间切换，实现包括终端、网络和业务在内的端到端重配置。这也就是所谓的认知网络(CognitiveNetwork)。

二、感知无线电关键技术分析

作为一种新的智能无线通信技术，感知无线电可以感知到周围的环境特征，采用构建方法进行学习，通过相关描述语言(RadioKnowledgeRepresentationLanguage，RKRL)与通信网络智能交流，实时调整传输参数，使系统的无线规则与输入的无线电激励的变化相适应，以达到随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规则指一系列适合无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间模式的设置。感知无线电系统的重构能力很重要，该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现，而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学习的过程实现，其感知过程开始于无线电激励的被动感应，以做出反应行为而终止，一个基本的感知周期要大致分为3个基本过程，分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理，它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。

2.1感知无线电技术与动态频谱分配

未来移动通信系统满足用户需求的关键点是提高频谱利用率。移动通信的发展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法，一是扩大可利用的频率范围，二是提高频谱利用率。为增加可用频率，移动通信系统的频率已扩展至300GHZ。无线信道的路径损耗是随频率升高而迅速增加的，所以频率过高并不利于移动通信。因而，更加有效的方法是提高频谱利用率。

提高频谱利用率有三类途径，改进通信设备的传输技术，优化网络、提高组网能力。目前广泛采用这两种途径，但是这两种方法能够获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种提高频谱利用率的途径是改进频谱分配方式。

目前国际上主要采用固定频谱分配方式，一个频段只分配给一个无线接入系统，不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用，其它无线接入系统不能占用该频段。为提高频谱利用率，可以将一些频段分配给了多个系统，允许它们同时占有同一个频段，甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段，允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式能够改善系统干扰问题，但由于频谱的授权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率，其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段，虽然优于独占性的固定频谱分配方式，但由于它对频谱共享没有加以必要的控制，一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用，从而导致了两方面的问题。可见，如果仅仅是简单地允许多个系统共享频谱，而不避免系统间干扰，会制约频谱利用率的提高，并且不能保证通信质量。为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾，可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段，各系统只在需要通信时才能占有频段，通信结束就释放频段，而且必须控制系统间干扰，后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容，分配频段上授权系统有使用频谱的最高优先级，只要不影响授权系统通信，租借系统与授权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上，当授权系统不使用所分配的频率时，租借系统可以占用频率，但当授权系统重新占用频率时，租借系统必须及时地归还频率。

2.2信道状态估计及其容量预测

信道估计的结果可用来计算信道容量，用于控制发送端的信号能量，可使用香农法则计算信道容量C，但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输C的信息，而是量化C，一定的量化率用于反馈发送端，量化比率是预先确定的，所以接收机接收的信息量要小于信道容量C。一般来说，无线系统的传输率是波动的，当其超出一定界限时，就会引起系统的不正常工作，这个界限决定了最大的传输比特率。公务员之家

2.3功率控制和频谱管理

2.3.1功率控制

在感知无线电通信系统中功率控制的实现以分布方式进行，以扩大系统工作范围，提高接收机性能。控制发送端功率是感知无线电系统的关键技术之一。在多址接入的感知无线电信道环境中，主要采用协作机制方法，包括规则及协议和协作的Adhoc网络两方面内容。多用户的感知无线电系统彼此协作工作，基于先进的频谱管理功能，可以提高系统工作性能，支持更多用户接入。

2.3.2动态频谱管理

动态频谱管理也称为动态频谱分配，具有实现系统频谱高效利用的功能。在感知无线电系统中，频谱管理的算法可这样描述:基于频谱空穴和功率控制器的输出，选择一种调制方式以适应时变的无线传输环境，使系统工作在可靠传输的状态下。系统工作的可靠性可由信噪比差额(SNRgap)的大小确定。

2.4无线电知识描述语言

传统的软件无线电不能与网络进行智能交流，因为没有基于模式推理计划能力和没有相关描述语言。在以软件无线电为发展平台的感知无线电研究中，研究表示无线系统知识、计划和所需语言是关键技术，无线电知识描述语言(RKRL)应运而生，它表示了无线规则、系统配置、软件模块、网络传送、用户需求、应用环境等知识。

参考文献:

[1]何丽华，谢显中，董雪涛，周通.感知无线电中的频谱检测技术[J].通信技术，2007，(05)

[2]王军，李少谦.认知无线电:原理、技术与发展趋势[J].中兴通讯技术，2007，(03)

[3]谭学治，姜靖，孙洪剑.认知无线电的频谱感知技术研究[J].信息安全与通信保密，2007，(03).

[4]刘元，彭端，陈楚.认知无线电的关键技术和应用研究[J].通信技术，2007，(07)

无线频谱范文篇7

1认知无线通信系统的发展

无线电技术在人类历史上的发展时间较短，直至20世纪末，国外才有相关学者系统地提出这一概念，并就无线电的基本原理展开了相关阐述。此后，随着无线电优势的不断突出和在临床实际应用中卓越价值的不断显现，越来越多的人投入无线电的研究队伍。至此，对无线电众多相关项目的研究拉开序幕。近年来，随着研究的不断深入，认知无线通信系统已成为当前无线电领域的主要研究方向。首先，相较于传统无线通信系统，认知无线通信系统能够全面增加系统中可用频谱的数量，保证大量无线信息的传输，对无线传输技术的进步具有重要的促进作用；其次，认知无线通信系统的设备制造商可以为用户生产新设备，在产品销售过程中为设备制造商获得利益；最后，认知无线电技术能够为用户提供一个有效的信息传输系统，使其工作和生活更加便利、高效。

2认知无线电关键技术

2.1空闲频谱感知检测技术。空闲频谱感知检测技术即是以用户无线环境的感知为基础确定的“频谱空调”。频谱空调是指最初分配给授权用户使用但功率频带非常低且在某些时间段内未能被授权用户充分使用的频带资源。该段频率只包含低功率噪声干扰的授权用户信号或者与低功率噪声干扰相似的授权用户信号，频带内部往往存在大量的空白区域，而空白区域的形成为系统使用频谱资源提供了更多可能[2]。空闲频谱感知检测技术即充分利用此空白区域，对用户频带资源使用情况进行分析和辨别，并以此为基础选择频谱通信，有效实现频谱资源的共享且不影响用户正常通信。目前，我国常用频谱检测方法主要包括匹配滤波器的检测、能量的检测以及循环平稳的检测三类。（1）匹配滤波器的检测。实质上，匹配滤波器为线性最佳滤波器，具有最大的输出信噪比，在信号检测中起着重要作用。匹配滤波器的检测属于相干检测中的一类。理论和实践经验证实，它可用于判断系统中是否存在信号，并把握最佳时机输出最大信噪比，显著提高信号检测的准确性。另外，匹配滤波器也是输出SNR的最大滤波器，在信号检测方面有较大优势，具有检测准确、快速的特点。匹配滤波器也有不足，如它对授权用户的先验信息依赖较大，若用户的先验信息不准确，则检测结果的准确性和可靠性大大降低。此外，匹配滤波器的使用限制较多，在对不同类型的授权用户进行检测时，往往需要匹配特殊的接收器，导致可操作性低、应用推广难度大，使用进一步受限[3]。（2）能量的检测。在没有任何发端信息的背景下，能量检测方法是仅次于匹配滤波器检测的方法，属于信号的非相关检测。相较于匹配滤波器检测，我国对于能量检测技术的研究更加成熟。当接收器无法从主用户信号获得足够信息时，能量检测便成为系统检测的首选方式。检测步骤如下。首先，在带通滤波器中接收由接收机发出的信号，然后以接收到的实际数据为依据，计算滤波器输出信号的平方值，进而将平方值与信号观察时间相结合，计算出积分。其次，将计算值与预定阈值进行比较，判断系统中是否存在信号。使用能量检测方法的频谱感测存在的主要问题是难以确定阈值，因为阈值取决于噪声功率。在实际的系统运行过程中，噪声功率会在各种因素的影响下不断发生改变。检测过程中，门限设置太高会造成部分授权用户信息遗漏，给授权用户的系统使用安全性与稳定性带来不利影响。门限值设置太低，会导致频谱利用率降低，不利于检测效率和效益的提升[4]。此外，能量检测器只能判断是否存在信号，不能识别信号，容易在未知信号影响下得出错误的检测结果。（3）循环平稳的检测。当信噪比较低时，能量检测器无法有效区分信号和噪声，导致上述两种检测方法失效。此时，循环平稳检测的价值得以显现。在大多数无线通信应用中，信号通常来自人工周期性信号调制，一般包含循环平稳的特性。受此影响，信号的检测和估计参数可以通过计算信号的循环谱密度来执行。首先，对基带信号进行N点FFT变换，得到功率谱密度。其次，检测特征值与扩频信号[5]。循环平稳的检测也有检测计算量大和检测等待时间长的不足。此外，在某些情况下，该检测方法会影响授权用户的通信。通常，检测算法只在某一个认知用户中完成。授权用户的信号不仅覆盖范围广，还具有路径多的特点。在这样的背景下，单一的检测可能无法对用户实际系统使用情况与接收到的信号进行准确判断，造成检测结果出错。对此类问题，可通过合作检测方式进行避免[6]。2.2频谱共享技术。在认知无线电网络，如何实现频谱资源的共享是空闲频谱应用中需要解决的主要问题。只有有效使用频谱资源且同时不影响授权用户，才能真正体现频谱共享技术的优势与价值[7]。目前，我国关于频谱共享技术的研究主要集中在动态的频谱分配。对它进行具体分析可从以下三个方面入手。第一，基于网络结构的频谱共享技术。该方案主要针对集中式解决方案。在此解决方案中，频谱的分配与用户接入过程由一个集中单元控制，同时该控制单元负责对网络中所有节点检测到的频谱信息进行控制与管理，并在对信息进行分析整理的基础上制作频谱分配映射图。由于频谱分配策略是由所有分布式节点参与制定的，在该模式下节点本身将直接决定频谱访问。第二，基于对频谱进行分配的频谱共享技术。该方案的研究内容主要是单用户通信与其他用户通信之间的关系。方案中的所有节点从共享感知中获得信息，而获得的信息将被用作频谱分配计算的参考指标[8]。第三，基于接入技术的频谱共享技术。Overlay技术中，认知节点可使用未经授权用户的系统来访问某些网络。该技术能够最大限度地减少对授权用户造成的影响。此外，Underlay技术中，可利用扩频技术在蜂窝网络获取频谱分配图，能够有效处理授权用户认知节点传输信号的噪声，相比于Overlay方案，能够有效利用增加的带宽。

3结论

当前，我国对于无线信息通信技术的研究已较为成熟。在各类无线电通信技术中，认知无线通信系统及其相关技术是无线电研究的主要内容，也是无线电未来发展的重要趋势。随着无线电技术在我国的不断发展、进步以及应用范围的扩大，无线电的科技研究内容逐渐复杂化。为保证无线电系统中各项传输技术的可靠性与安全性，确保有效发挥各种无线电技术的独特优势，在具体研究过程中，相关人员应当树立严谨的研究意识，结合社会发展现状，不断拓展研究内容，为我国无线通信传输技术的长期发展保驾护航。

参考文献：

[1]冯文果.无线网络通信信息传输隐私保护仿真[J].计算机仿真，2018，（2）：127-130.

[2]晋会杰，刘彦甲.无线网络通信传输信号延迟消除仿真研究[J].计算机仿真，2017，（12）：157-160.

[3]陈海彬.无线网络通信信息传输效率优化仿真[J].计算机仿真，2017，34（10）：159-162.

[4]李汪丽.通信链接无线终端资源传输路径目标识别仿真[J].计算机仿真，2017，34（10）：177-180.

[5]郭进喜，刘扬，刘中华，等.无线通信中泄漏同轴电缆的传输衰减模型[J].科学技术与工程，2018，（7）：143-146.

[6]吉莉，王丽芳，廖承林，等.基于单线圈双谐振结构的无线携能通信系统架构研究与设计[J].电工技术学报，2018，33（4）：791-799.

[7]李绍辉，冯强，雷中清，等.井筒水声波无线通信系统关键技术与试验研究[J].石油机械，2017，（10）：11-15.

无线频谱范文篇8

摘要：感知无线电技术是在软件无线电技术基础上发展起来的一种新的智能无线通信技术，是软件无线电技术的扩展，它使软件无线电从预先定义协议的盲目执行者转变成为无线电领域的智能。感知无线电虽具有独特的优点，但技术并不成熟，本文对感知无线电的无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理，无线电知识描述语言等关键问题进行了探讨，希望能够对相关工作的开展提供一些参考。

一、感知无线电的概念

感知无线电技术用以实现动态频谱共享。通过检测空中信号占用频谱，通过探知无线环境中空闲频谱资源，选择可被自己利用频率进行通信。租借系统通过采用感知无线电技术，实时跟踪授权系统占用频率状况，随时使用、释放频段，在保障授权系统通信前提下，与授权系统动态共享频谱。采用频谱检测方式获取频谱信息可使感知无线电技术能适应无线环境频谱使用状况短期变化，高效利用频谱，并且感知无线电技术不要求改造现有系统，对无线信道环境和用户需求都将具有较好适应性。

感知无线电技术动态频谱共享是自适应传输技术思想在频谱分配领域的运用。自适应传输使无线通信系统数据传输适应信道传输能力的变化，通过提高数据传输速率来改善频谱利用率。而感知无线电使无线通信系统占用的频谱适应无线环境频谱使用状况的变化，通过增加共享同一频段的系统数、用户数来提高频谱利用率。不管是自适应传输技术还是感知无线电技术，其思想的核心都是无线通信系统能自动地适应外界环境和自身需求的变化。

感知无线电思想可以推广到移动通信其它层面。从低层到高层，要求未来移动通信系统能检测系统各层参数与状态，如链路质量、网络拓扑、业务负载、甚至用户需求，并能适应这些变化。从通信端到端，在存在重叠覆盖多种无线电通信环境下，要求移动设备能够在异构网络间切换，实现包括终端、网络和业务在内的端到端重配置。这也就是所谓的认知网络(CognitiveNetwork)。

二、感知无线电关键技术分析

作为一种新的智能无线通信技术，感知无线电可以感知到周围的环境特征，采用构建方法进行学习，通过相关描述语言与通信网络智能交流，实时调整传输参数，使系统的无线规则与输入的无线电激励的变化相适应，以达到随时随地通信系统的高可靠性和频谱利用的高效性。无线规则指一系列适合无线频谱合理使用的射频带宽、空中接口、相关协议和空间时间模式的设置。感知无线电系统的重构能力很重要，该功能就是以软件无线电作为平台来实现的。重构功能是由软件无线电实现，而感知无线电的其他任务是通过信号处理和机器学习的过程实现，其感知过程开始于无线电激励的被动感应，以做出反应行为而终止，一个基本的感知周期要大致分为3个基本过程，分别是无线传输场景分析、信道状态估计及其容量预测、功率控制和频谱管理，它们的顺序执行使感知无线电系统的感知功能得以实现。

2.1感知无线电技术与动态频谱分配

未来移动通信系统满足用户需求的关键点是提高频谱利用率。移动通信的发展使带来了越来越严重的频率短缺问题。解决频率短缺大致有两类方法，一是扩大可利用的频率范围，二是提高频谱利用率。为增加可用频率，移动通信系统的频率已扩展至300GHZ。无线信道的路径损耗是随频率升高而迅速增加的，所以频率过高并不利于移动通信。因而，更加有效的方法是提高频谱利用率。

提高频谱利用率有三类途径，改进通信设备的传输技术，优化网络、提高组网能力。目前广泛采用这两种途径，但是这两种方法能够获得的频潜利用率增益将越来越少。第三种提高频谱利用率的途径是改进频谱分配方式。

目前国际上主要采用固定频谱分配方式，一个频段只分配给一个无线接入系统，不管分配的频段是否被频率牌照的所有者实际使用，其它无线接入系统不能占用该频段。为提高频谱利用率，可以将一些频段分配给了多个系统，允许它们同时占有同一个频段，甚至一些频段可以开放为不需牌照的频段，允许任意系统占用。尽管固定频谱分配方式能够改善系统干扰问题，但由于频谱的授权系统并不是在任何地区的任何时刻都使用频率，其频谱利用率很低。而简单地允许多个系统共享一个频段，虽然优于独占性的固定频谱分配方式，但由于它对频谱共享没有加以必要的控制，一个系统占用频率前并不知道该频率是否正在被其它系统使用，从而导致了两方面的问题。可见，如果仅仅是简单地允许多个系统共享频谱，而不避免系统间干扰，会制约频谱利用率的提高，并且不能保证通信质量。为解决频谱短缺与频谱利用率低下的矛盾，可以考虑采用动态频谱分配方式。允许多个系统共享同一频段，各系统只在需要通信时才能占有频段，通信结束就释放频段，而且必须控制系统间干扰，后接入的系统不能影响其它已有系统的通信。为与现有通信系统兼容，分配频段上授权系统有使用频谱的最高优先级，只要不影响授权系统通信，租借系统与授权系统动态共享频谱。这种动态的频谱共享包含时间与空间两方面。在时间上，当授权系统不使用所分配的频率时，租借系统可以占用频率，但当授权系统重新占用频率时，租借系统必须及时地归还频率。

2.2信道状态估计及其容量预测

信道估计的结果可用来计算信道容量，用于控制发送端的信号能量，可使用香农法则计算信道容量C，但在感知无线电系统中并不直接在发送端传输C的信息，而是量化C，一定的量化率用于反馈发送端，量化比率是预先确定的，所以接收机接收的信息量要小于信道容量C。一般来说，无线系统的传输率是波动的，当其超出一定界限时，就会引起系统的不正常工作，这个界限决定了最大的传输比特率。

2.3功率控制和频谱管理

2.3.1功率控制

在感知无线电通信系统中功率控制的实现以分布方式进行，以扩大系统工作范围，提高接收机性能。控制发送端功率是感知无线电系统的关键技术之一。在多址接入的感知无线电信道环境中，主要采用协作机制方法，包括规则及协议和协作的Adhoc网络两方面内容。多用户的感知无线电系统彼此协作工作，基于先进的频谱管理功能，可以提高系统工作性能，支持更多用户接入。

2.3.2动态频谱管理

动态频谱管理也称为动态频谱分配，具有实现系统频谱高效利用的功能。在感知无线电系统中，频谱管理的算法可这样描述：基于频谱空穴和功率控制器的输出，选择一种调制方式以适应时变的无线传输环境，使系统工作在可靠传输的状态下。系统工作的可靠性可由信噪比差额(SNRgap)的大小确定。公务员之家

2.4无线电知识描述语言

传统的软件无线电不能与网络进行智能交流，因为没有基于模式推理计划能力和没有相关描述语言。在以软件无线电为发展平台的感知无线电研究中，研究表示无线系统知识、计划和所需语言是关键技术，无线电知识描述语言(RKRL)应运而生，它表示了无线规则、系统配置、软件模块、网络传送、用户需求、应用环境等知识。

参考文献：

何丽华，谢显中，董雪涛，周通.感知无线电中的频谱检测技术[J].通信技术，2007，(05)

王军，李少谦.认知无线电：原理、技术与发展趋势[J].中兴通讯技术，2007，(03)

谭学治，姜靖，孙洪剑.认知无线电的频谱感知技术研究[J].信息安全与通信保密，2007，(03).

刘元，彭端，陈楚.认知无线电的关键技术和应用研究[J].通信技术，2007，(07)

无线频谱范文篇9

PBS表示主基站(PrimaryBaseStation)，通过光缆可以将各类监测数据、感知数据、计量数据等业务数据传输到变电站内的各种应用系统子站，也可以根据需要将数据通过电力骨干网络(SDH等)传输到省电力公司内的系统主站，CBS表示认知基站(CognitiveBaseStation)，通过光缆与主基站连接进行信息交互，通过无线方式与次用户通信，PU表示主用户即授权用户(PrimaryUser)，SU表示次用户即认知用户(SecondaryUser)，这里的用户在实际应用场景中泛指各种无线通信终端，本文为与认知无线电的各种概念保存一致，也称为用户，各类业务数据通过授权用户或次用户将数据传输到基站，SB表示频谱经纪人(SpectrumBroker)，通过光缆或者网线形式与认知基站进行信息交互。认知基站负责认知用户的控制和管理，主要包括对认知用户的感知结果进行融合、空闲信道资源分配、接入及切换管理。频谱使用区域分授权频段区域和非授权频段区域，在授权频段区域，认知基站与主基站进行信息交互，降低感知目标频段的盲目性，认知用户根据认知基站的交互信息，感知授权用户的授权频段的空闲情况并利用。在非授权频段区域，认知用户感知非授权频段的使用情况并进行竞争利用，能够及时规避干扰频段，使用动态分配的频谱资源，在该区域中频谱经纪人充当协调者角色，负责不同认知网络之间的频谱资源协调管理。为提高频谱感知效率，缩短系统接入时间，提升频谱切换性能，本文设计两张用于认知基站内维护的信息表，一张是可用频率资源列表，一张是交互信息列表。“频带范围”表示认知用户可以使用的频段的范围，“频带历史使用信息”表示该段空闲频段的历史使用情况，包括数据传输平均占用时长和空闲率，由此可以计算频段的大致可用时长;“频带带宽”表示可用的频带宽度;“干扰水平”表示历史干扰水平和当前干扰水平，干扰水平是指空闲频谱所遭受的干扰程度和强度，包括无线环境下的路径损耗等干扰和电力设施运行时的电磁干扰，以功率形式量化，结合相关系数，可以计算信道最大容量;“可用状态”表示频率资源的利用方式，包括共享式和独享式，共享式是指认知用户与授权用户共享频率资源，但不会对授权用户造成干扰，或者是由多个认知用户之间进行共享使用空闲授权频率资源或空闲非授权频率资源，独享式是指空闲频率资源无其他用户使用，由单个认知用户单独享用。综合以上信息，认知基站能够根据认知用户的需求情况快速找到匹配资源进行分配，提高了分配效率、缩短了分配时间，根据业务特性，有选择地选取特定频谱实现与业务需求的匹配。

2频率分配方法

本文假设频谱感知由物理层来完成，而且能够获得准确的感知结果，MAC层在获取感知结果的基础上主要负责频谱资源的动态管理。其中频谱分配和频谱干扰规避是频谱资源管理的重要部分，也是电力行业应用下需要解决的重要问题。在分配阶段，提出基于迫切性和公平性的频谱资源分配方法，不仅考虑认知用户的接入的迫切程度，同时也需考虑用户接入的公平性。迫切性和公平性是影响资源分配的重要参考内容，影响迫切性主要参数包括:业务优先级、等待时间，影响公平性主要参数包括:用户不良信用记录、用户接入成功率，其中，业务优先级是指业务的重要程度，等待时间是指用户数据的有效期，超过一定时间，数据的传输就无意义，在电力行业下，这一参数尤其重要，用户不良信用记录是指用户分配到频率资源但没有利用的信用记录，接入成功率是指用户请求分配且获得分配的概率，为公平起见，接入成功率越低的用户分配的可能性就越大。

3频率切换方法

由于认知用户使用授权用户暂时未使用的授权频段，一旦授权用户出现，认知用户需要立即采取相应措施以免对授权用户的使用造成干扰，或者当认知用户使用的非授权频段的频谱环境恶化，也需采取措施来防止业务受到重大影响，另外，电力系统中复杂的电磁干扰进一步加剧了无线环境的复杂度，带来了更大的干扰，影响频谱资源的使用，在此条件下，除共享频率之外，频率切换也是有效解决措施之一，设计合理的目标频段切换机制对切换性能有着十分重要的影响。本文在此基础上提出一种基于加权的多参量目标频段切换算法，认知基站根据认知用户的业务特性和需求进行计算选取目标切换频段并分配，这样就有利于进一步降低认知用户的复杂度，综合考虑多种选择因素，弥补单一属性选择的不足。

4结束语

无线频谱范文篇10

关键词：无线通信；需求；发展趋势

近些年无线通信技术与互联网系统、移动媒体终端系统融合越来越紧密，发展势头迅猛。基于其可移动的特点，无线通信技术给用户提供了更加丰富多彩的服务。以前人们想象中的移动办公、实时服务现在都在无线通信技术的支持下成为了现实。现如今我们正处于信息爆炸的时代，网络已经成为人们生产生活所必须的工具，因此作为网络应用基础的通信技术越来越受到人们的重视。目前无线通信技术是人们应用的最为广泛的技术，因为其不受地域和空间的限制，节省了有线网络通信中的很多硬件资源，能进一步的融合整合各类服务，因此对于今后无线通信技术发展趋势的研究具有现实意义。

1国内无线通信技术现状

中国移动和中国联通目前是国内最大的两家ISP服务供应商，它们几乎垄断了国内的通信市场，业务范围包括数字电话、数字电视、网络访问等等，技术手段经历了由2G、3G到4G的过渡阶段。其中2G的数据传输速率大致在10～200kb/s范围，3G的数据传输速率在几百kbps，4G最大数据传输速率已经超过100Mbps。目前我国正在着手5G网络的研发以及全民WIFI网络的搭建，然而要想真正实现这一目标还需要很长的一段时间。

2国外无线通信技术现状

无线接入技术和蜂窝电话是国外通信网络技术中最具代表性的技术和应用。20年前国外最先使用的无线通信技术是模拟的AMPS/TACS技术、之后经历了模拟通信向数字通信的转变。80年代数字的GSM/CDMAONE，以及WCDMA/TD-SCDMA、HSDPA等技术相继出现，成为了通信网络中的核心技术。为了缩短国内与国外在无线通信网络技术上和应用上的差距，我国应从两方面进行研发。其一要想赶超国外无线通信技术，我们必须具有属于自己的具有自主知识产权的无线通信核心技术；其二大力扩展网络应用规模，提升大中城市的网络使用率和覆盖率，构建高速的无线接入网络，为用户提供良好的远程无线接入用户体验。

3无线通信技术发展趋势

任何技术的发展都必须遵循连个基本原则，即技术本身的发展及其以市场为驱动力的发展，无线通信技术发展也不例外。鉴于这两个基本原则，现提出几点无线通信技术的发展趋势：

3.1网络高度融合。无线通信技术发展的必然趋势即网络的高度融合，通过网络融合实现异构网络的互联及其资源的整合与共享。如果不遵循这一趋势，而重新构建一个全新的无线网络则会面临很多技术和资金方面的问题。从技术层次方面讲，如今无线网络种类繁多，若以其中一种网络类型为基本模型进行重新构建则损失了其他已经具有良好体系结构的网络；从资金方面来讲，重新构建一个网络则会花费巨额的资金。

3.2高效频谱接入。无线频谱资源是固有的战略资源，各国都在争用无线频谱信道进行无线通信技术的研究与应用。如何高效的利用无线频谱是无线通信技术领域里亟待解决的问题。认知无线电技术的出现很好的解决了这个问题。认知无线电技术特点是通过不断的训练学习构建应用系统模型，使之能够动态地认知并判断其工作环境，自适应地调整工作频率及其相关操作参数，以便更加高效地占用频谱信道，提高整个信道的利用率。

3.3宽带局域无线接入。用户通过接入系统进入通信网络进行数据访问，最初的有线接入方式存在诸如综合布线的局限性，限制了通信技术和网络技术的发展。目前无线通信技术的出现和发展很好的解决这种局限性问题。客户终端的移动性也为无线接入方式提供了发展的可能，其必然成为未来无线接入的重要发展方向。

3.4链路容量扩展。链路容量扩展的瓶颈问题来自于有限的频谱资源，在固有的频谱范围之内，越来越多的用户需要瓜分其中的频率值，而由于技术特点的要求，可用的频率又是有限的，因此如何解决这一矛盾是技术人员需要考虑的重要问题。既然信道无法无限划分，那么只能从提高通信设备的数据传输速率上进行着手研究。因此高速化的网络传输设备的研发是无线通信技术发展的另一个方向。

3.5集成多种抗干扰波形。为了提高信道容量，根据香农定理C=Wlog2(1+S/N)可知，当带宽W和信号功率S不变的情况下，噪声功率N趋于0时，信道容量C则趋于无穷大。因此无线通信技术发展的另一个方向就是尽可能的集成多种抗干扰波形去减少噪声对信道的干扰。目前无线通信技术手段已经能够很容易的侦测出中低速跳频电台，从而对其屏蔽，但对于高速跳频电台的侦测和屏蔽依然是很难实现的问题。

3.6通信与保密相融合。无线通信容易暴露出通信双方的信息，现在越来越多的用户要求在通信时采取与之相适应的保密手段。当前大多数保密机或保密卡依靠通信设备提供的通信链路实现保密通信，这种方法会带来较大的额外带宽开销，降低了通信效率，使无线频谱资源白白遭受损失。通过深入分析会发现战术电台中的通信与保密在很大程度上可以相互结合，降低无线信道的开销，在技术体制上，完全可以实现通信同步与保密同步二合一，跳频图案由保密算法导出等，一方面减少了通信频谱的开销，另一方面使得侦察和破译的概率大大降低，充分发挥出通信与保密相结合的优势。

3.7多功能综合集成。由于用户业务需求的广泛性，未来的无线通信系统必须实现多种功能的综合集成：IP业务和非IP业务的综合；话音、数据和图像等业务的综合；多MAC接入的综合；无线传输模式的综合；服务模式的综合等。无线通信系统的多功能综合集成能够为不同的业务需求提供有力的保障，同时能够继承已有技术的优势，缩短新产品研发的周期。

4结论

无线通信为用户提供话音、数据、图像等通信保障，面对各种应用业务的需求变化，无线通信技术必将相应地发生较大变化。文中通过深入分析国内外无线网络通信的特点，指出了今后无线通信技术的发展趋势。

作者:孙霞 单位:哈尔滨铁道职业技术学院

参考文献：

[1]庾志成.2005~2006移动通信新技术发展分析[J].移动通信,200,(1):20-24.