淺談無(wú)線電通信技術(shù)及其管理

PAGE2淺談無(wú)線電通信技術(shù)及其管理摘要隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，遙控技術(shù)有了日新月異的發(fā)展。由于無(wú)線電波是由發(fā)射點(diǎn)向四面八方傳播，可以穿過(guò)阻礙物，而且可以傳播到很遠(yuǎn)的距離，使得無(wú)線電遙控的控制可以在很大區(qū)域和空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)，從而成為遙控的主要方式，在各個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。目前，無(wú)線電通信技術(shù)已成為無(wú)線通訊的重要研究領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外的學(xué)者紛紛對(duì)此進(jìn)行了探討，但是目前還處于初期階段，有待完善。鑒于此，本文章將會(huì)以提高無(wú)線電通信的性能以及效率為目的，對(duì)無(wú)線電通信的等多種技術(shù)進(jìn)行深度的研究，得到的結(jié)論一定會(huì)對(duì)后來(lái)者有一定的參考價(jià)值以及實(shí)際意義。關(guān)鍵詞：無(wú)線電；遙控；調(diào)制

ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofelectronictechnology,remotecontroltechnologyhasbeendevelopingwitheachpassingday.Sincetheradiowavesaretransmittedinalldirectionsfromthetransmittingpoint,theycanpassthroughtheobstacleandcanbetransmittedtoagreatdistancesothatthecontroloftheradioremotecontrolcanberealizedinalargeareaandaspace,thusbecomingthemainmodeofremotecontrol.Fieldhasawiderangeofapplications.Atpresent,thewirelesscommunicationtechnologyhasbecomeahotresearchfieldofwirelesscommunication.Domesticandforeignscholarsandresearchinstitutionshavecarriedoutrelevantresearch,butthesestudiesarestillintheearlystages,isstillveryimmature.Inviewofthis,thispaperistoimprovetheperformanceandefficiencyofradiocommunicationforthepurposeoftheradiocommunicationandotherkeytechnologiestodoakeyresearch,theresultsofthefutureoftheradiocommunicationsystemtoachieveacertainreferencevalueandpracticalsignificance.Keywords:radio;remotecontrol;modulation一、無(wú)線電通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)（一）提高頻譜利用率無(wú)線電可以自動(dòng)的檢測(cè)周?chē)沫h(huán)境，自動(dòng)的調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)來(lái)適應(yīng)新的環(huán)境，在不對(duì)授權(quán)用戶(hù)產(chǎn)生影響的前提下能夠通過(guò)空閑頻譜資源進(jìn)行通訊，比如空間、頻率以及時(shí)間等等方面。所以這能夠加大對(duì)授權(quán)頻譜的利用，緩解環(huán)境頻譜資源的使用。（二）提高終端用戶(hù)的服務(wù)質(zhì)量（1）服務(wù)質(zhì)量。以用戶(hù)的視角來(lái)看，無(wú)線電通信最大的優(yōu)點(diǎn)在于服務(wù)質(zhì)量有所提升。服務(wù)質(zhì)量從不同的視角進(jìn)行分類(lèi)有很多，比如有時(shí)延、數(shù)據(jù)速率以及花費(fèi)等等；（2）無(wú)線服務(wù)。無(wú)線電通信技術(shù)的連接更加的可靠、穩(wěn)定、簡(jiǎn)單，且不需要用戶(hù)參與，只需要重新配置硬件以及自適應(yīng)認(rèn)知的協(xié)議棧即可，就能夠讓無(wú)線電通信設(shè)備智能的提供安全、可靠、簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。（三）增加頻譜持有者的收益在一定的程度上，應(yīng)當(dāng)增加頻譜持有者的收益，可應(yīng)用以下兩種方式：（1）開(kāi)發(fā)二級(jí)頻譜市場(chǎng)，為處于同一個(gè)頻段上的持有者提供不一樣的服務(wù)；（2）采用新的商業(yè)模式“頻譜貿(mào)易”，也就是向第三方出租未使用的頻譜，以取得收益。而第三方也能夠在運(yùn)營(yíng)服務(wù)中或者通過(guò)轉(zhuǎn)租的方式獲得收益。所以，頻譜貿(mào)易能夠造就雙方共贏的局面。二、無(wú)線電通信的關(guān)鍵技術(shù)（一）無(wú)線電通信的頻譜檢測(cè)技術(shù)頻譜檢測(cè)技術(shù)屬于無(wú)線電通信中的一種，且是主要技術(shù)之一。我們從它的運(yùn)行順序上看，它最先對(duì)無(wú)線電通信裝置所處的無(wú)線電環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，稱(chēng)之為空閑頻譜檢測(cè)。物理層的檢測(cè)主要針對(duì)數(shù)字信號(hào)的處理增益進(jìn)行高性能檢測(cè)的，第一步的檢測(cè)是授權(quán)用戶(hù)的接收端，因?yàn)槭跈?quán)用戶(hù)接收端檢測(cè)比較繁瑣，第二步檢測(cè)的是授權(quán)用戶(hù)的發(fā)送端。MAC層的檢測(cè)則主要針對(duì)多信道環(huán)境下的效率檢測(cè)，經(jīng)過(guò)信道檢測(cè)次序以及檢測(cè)周期優(yōu)化，可以盡可能多的檢測(cè)到信道，或者讓信道搜索在最快的時(shí)間內(nèi)完成。MAC層的檢測(cè)可以分為主動(dòng)檢測(cè)以及被動(dòng)檢測(cè)。因?yàn)闊o(wú)線信道有陰影以及多徑衰落的特點(diǎn)，只通過(guò)一個(gè)無(wú)線電通信用戶(hù)對(duì)本地進(jìn)行檢測(cè)會(huì)有很多的缺陷，但是多用戶(hù)協(xié)作檢測(cè)不會(huì)存在這種問(wèn)題，因此使用多用戶(hù)分集來(lái)對(duì)抗無(wú)線信道的衰落能夠提升檢測(cè)的準(zhǔn)確度。圖2.1頻譜檢測(cè)技術(shù)分類(lèi)1.物理層檢測(cè)從檢測(cè)的方式上來(lái)看，物理層檢測(cè)包含了二種檢測(cè)方式，即授權(quán)用戶(hù)接收端、發(fā)送端檢測(cè)。當(dāng)授權(quán)用戶(hù)接收端進(jìn)行頻譜檢測(cè)時(shí)，外界對(duì)授權(quán)用戶(hù)產(chǎn)生的一些影響因素?zé)o線電通信可以了解到，無(wú)線電通信可以通過(guò)這些影響因素在達(dá)到授權(quán)用戶(hù)干擾約束的要求中共同頻譜資源。在物理層檢測(cè)運(yùn)算的方式的研究中都是在一樣的頻譜檢測(cè)模型中進(jìn)行的，也就是二元假設(shè)檢測(cè)模型。在加性高斯白噪聲信道中，二元假設(shè)檢測(cè)模型應(yīng)為上式中的為授權(quán)用戶(hù)的信號(hào)“不存在”，為授權(quán)用戶(hù)的信號(hào)“存在”，w（t）為高斯白噪聲，為發(fā)送信號(hào)，y（t）為授權(quán)用戶(hù)的檢測(cè)信號(hào)。Y[n]為對(duì)檢測(cè)信號(hào)采樣得到抽樣序列，T[Y]為進(jìn)一步構(gòu)造某種檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量，與T[Y]相對(duì)應(yīng)的判決門(mén)限設(shè)為，最后得出了檢測(cè)性能指標(biāo)上式中的依次為檢測(cè)概率、虛警概率、漏檢概率。其中虛警概率與漏檢概率主要與判決門(mén)限有關(guān)，當(dāng)不斷的增加，就會(huì)隨之而減小，則隨之增大。如果值太高，就會(huì)增大，對(duì)授權(quán)用戶(hù)的影響也會(huì)越大；如果值太小，就會(huì)增大，導(dǎo)致CR用戶(hù)漏檢很多的頻譜機(jī)會(huì)。所以，值要設(shè)定的合適，讓?zhuān)〉媚撤N程度的折衷。2.MAC層檢測(cè)MAC層檢測(cè)的的主要作用是控制決定檢測(cè)那幾條信道以及什么時(shí)候檢測(cè)等物理層譜檢測(cè)算法的操作。當(dāng)前在MAC層頻譜檢測(cè)管理方面的研究以檢測(cè)方式以及檢測(cè)參數(shù)的選取、優(yōu)化為主，也就是檢測(cè)的方式的選擇、檢測(cè)周期及檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)的設(shè)置、檢測(cè)信道的選取以及檢測(cè)靜默期的設(shè)置等。其中，檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)是周期檢測(cè)的重要參數(shù)之一，它的設(shè)定是不是合理，在本質(zhì)上是表示檢測(cè)質(zhì)量和檢測(cè)速度折中的方式。減少檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)就使檢測(cè)質(zhì)量變低；反之則能夠提升檢測(cè)質(zhì)量，但是會(huì)讓可用空閑頻譜的利用率下降。檢測(cè)時(shí)長(zhǎng)主要與底層硬件設(shè)備及物理層檢測(cè)算法，以及無(wú)線電通信用戶(hù)對(duì)空閑頻譜的利用率、檢測(cè)速度與檢測(cè)性能折中等指標(biāo)進(jìn)行選取和優(yōu)化的情況息息相關(guān)。（二）無(wú)線電通信的頻譜共享技術(shù)無(wú)線電通信的頻譜共享技術(shù)的主要目的是在無(wú)線電通信用戶(hù)在不干擾授權(quán)用戶(hù)的情況下，讓無(wú)線電通信用戶(hù)與授權(quán)用戶(hù)共同享受同一段頻譜。無(wú)線電通信技術(shù)最重要的技術(shù)是科學(xué)、完善頻譜共享機(jī)制，它能夠減少干擾信號(hào)對(duì)授權(quán)用戶(hù)的影響，以及增大頻譜機(jī)會(huì)的利用率。無(wú)線電通信頻譜共享有一個(gè)明顯的特征，即在無(wú)線電通信用戶(hù)和授權(quán)用戶(hù)共享頻譜時(shí)，授權(quán)用戶(hù)的頻譜使用級(jí)始終比無(wú)線電通信用戶(hù)高。目前，無(wú)線電通信頻譜共享技術(shù)在以下幾個(gè)方面還有待完善：（1）無(wú)線電通信設(shè)備沒(méi)有提前分配頻段，還要以頻譜檢測(cè)結(jié)果為依據(jù)來(lái)分配合理的頻率，而分配好的頻譜還會(huì)因?yàn)榄h(huán)境的變化而產(chǎn)生變化，所以無(wú)線電通信頻譜共享技術(shù)還要提升適應(yīng)性；（2）無(wú)線電通信有很多的節(jié)點(diǎn)，且節(jié)點(diǎn)都有所不同，因而對(duì)通信需求以及頻譜環(huán)境就會(huì)不一樣，所以需要提升網(wǎng)絡(luò)頻譜的利用率，并根據(jù)不同的節(jié)點(diǎn)分配不同的頻譜；（3）相鄰的節(jié)點(diǎn)處在的頻譜環(huán)境很相似，如果它們搜索到一樣的頻譜機(jī)會(huì)，就會(huì)出現(xiàn)爭(zhēng)用現(xiàn)象。因此無(wú)線電通信頻譜共享技術(shù)需要讓節(jié)點(diǎn)公平的共享。總體說(shuō)來(lái)就是要讓無(wú)線電通信中的頻譜都得到公平的待遇。1.基于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的頻譜共享頻譜共享在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分類(lèi)，則有集中式頻譜共享以及分布式頻譜共享。無(wú)線電通信網(wǎng)絡(luò)在集中式頻譜共享中就是由一個(gè)中心實(shí)體、多個(gè)無(wú)線電通信用戶(hù)以及多個(gè)頻譜檢測(cè)終端所構(gòu)成。檢測(cè)終端主要是對(duì)檢測(cè)頻譜進(jìn)行檢測(cè)，然后把檢測(cè)的結(jié)果利用制定的信道傳遞給中心實(shí)體，接著中心實(shí)體會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行集中處理，并把它儲(chǔ)存在頻譜數(shù)據(jù)庫(kù)中。一旦無(wú)線電通信用戶(hù)要進(jìn)行通信，就會(huì)朝中心實(shí)體進(jìn)行請(qǐng)求，接著中心實(shí)體會(huì)查詢(xún)頻譜數(shù)據(jù)庫(kù)中的頻譜機(jī)會(huì)信息，最后按照用戶(hù)的要求分發(fā)頻譜資源，是系統(tǒng)的利用率達(dá)到最大。2.基于接入技術(shù)的頻譜共享頻譜資源以接入技術(shù)為依據(jù)進(jìn)行分類(lèi)，則有Underlay式頻譜共享以及Overlay式頻譜共享。其中Underlay式頻譜共享是頻譜共享機(jī)制中最容易操作的方式，無(wú)線電通電系統(tǒng)在連接信道之前會(huì)跟授權(quán)系統(tǒng)商進(jìn)行協(xié)議，用最低的功率來(lái)應(yīng)用主系統(tǒng)的頻段，并保證發(fā)射功率不會(huì)對(duì)授權(quán)系統(tǒng)產(chǎn)生影響，這類(lèi)的共享機(jī)制可以不設(shè)定干擾控制系統(tǒng)。從上面的文字中，我們可以知道Underlay式頻譜共享中是不會(huì)存在干擾信息的。比如微波存取全球互通技術(shù)以超寬帶，因?yàn)槌瑢拵窃?.1-10.6GHz的頻段內(nèi)運(yùn)作的，因此能夠作為無(wú)線電通信系統(tǒng)，通過(guò)協(xié)議好的低功率來(lái)共享WiMAX頻譜。然而Underlay式頻譜共享法應(yīng)用的領(lǐng)域有限，因?yàn)榘l(fā)射功率較低，所以適用于短距離通信，特別是無(wú)線局域網(wǎng)。Overlay式頻譜共享技術(shù)則是通過(guò)把一個(gè)無(wú)線電系統(tǒng)頻段完全覆加另一個(gè)無(wú)線電系統(tǒng)未利用的頻段來(lái)使用的技術(shù)，它是在頻分復(fù)用的基礎(chǔ)上進(jìn)行抗干擾的。它能夠讓無(wú)線電通信設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)距離的傳輸。（三）無(wú)線電通信的頻譜管理技術(shù)1.頻譜分析和決策頻譜分析以及決策技術(shù)要格外注意的問(wèn)題是：對(duì)于檢測(cè)到的頻譜機(jī)會(huì)，分析它的關(guān)鍵特征，然后與無(wú)線電通信用戶(hù)的傳輸需求進(jìn)行綜合分析，最后決定分發(fā)合理的頻譜。無(wú)線電通信用戶(hù)的傳輸要求會(huì)根據(jù)詳細(xì)的通信服務(wù)變化而產(chǎn)生變化，比如信道容量、數(shù)據(jù)速率以及傳輸時(shí)延等。上述中的信道容量的傳輸參數(shù)很關(guān)鍵。一般來(lái)說(shuō)，信道容量可以通過(guò)接收端的信噪比來(lái)獲得，但是在實(shí)際使用中，根據(jù)接收端的信噪比估測(cè)它的信道容量還是不能夠完全確定它的傳輸中是否存在干擾信號(hào)。所以，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用中的干擾狀況來(lái)評(píng)估無(wú)線電通信可以利用的信道容量，這種模式可稱(chēng)之為干擾溫度模式。干擾溫度明確的規(guī)定了授權(quán)用戶(hù)收端所能容許的最大干擾量，因此，可估測(cè)出無(wú)線電通信用戶(hù)的最大信道容量。2.頻譜定價(jià)機(jī)制在指定的環(huán)境中，授權(quán)用戶(hù)的空閑頻譜變成了全部CR系統(tǒng)的公共接入頻譜池，它對(duì)該地區(qū)的CR網(wǎng)絡(luò)公平開(kāi)放。在一個(gè)地區(qū)很有可能有很多的CR網(wǎng)絡(luò)，這就需要控制CR網(wǎng)絡(luò)間的相互作用了，可以通過(guò)調(diào)節(jié)所有的CR功能的無(wú)線服務(wù)提供商間的頻譜來(lái)避免相互干擾，頻譜中介就是這樣一個(gè)存在。頻譜中介管理這由多個(gè)CR系統(tǒng)組成的頻譜池，如果在這一地區(qū)的無(wú)線服務(wù)提供商需要頻譜，他可以向頻譜中介發(fā)出租用申請(qǐng)。當(dāng)頻譜中介受到申請(qǐng)之后，就會(huì)對(duì)無(wú)線服務(wù)提供商發(fā)送頻譜，頻譜中介就會(huì)獲得收益。頻譜中介存在的意義有以下幾個(gè)方面：（1）頻譜中介的職責(zé)就是負(fù)責(zé)頻譜機(jī)會(huì)的發(fā)現(xiàn)以及追蹤，這能夠讓CR網(wǎng)絡(luò)的頻譜檢測(cè)負(fù)擔(dān)減輕，還能夠提升頻譜檢測(cè)效率，并讓頻譜池實(shí)時(shí)更新；（2）頻譜中介進(jìn)行分配頻譜能夠減少很多的CR網(wǎng)絡(luò)在使用頻譜時(shí)產(chǎn)生的影響，還可以按照用戶(hù)的要求來(lái)科學(xué)的分布頻譜，以增大頻譜機(jī)會(huì)的利用率。下圖2.2即是采用頻譜中介管理頻譜分配圖。圖2.2采用頻譜中介機(jī)制管理頻譜分配頻譜中介通過(guò)出租頻譜能夠取得一定的收益，但是出租頻譜的價(jià)格值得深思。頻譜價(jià)格的高低主要與市場(chǎng)上的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商和用戶(hù)對(duì)寬帶的要求有關(guān)。頻譜中介主要目的是收益最大化，但是不代表頻譜出租定價(jià)多，收益就高，因?yàn)閮r(jià)格太高會(huì)對(duì)用戶(hù)的要求產(chǎn)生影響，如果用戶(hù)的帶寬要求低，使頻譜中介的收益也會(huì)低。結(jié)論所有的事物都會(huì)存在好的一面以及壞的一面，無(wú)線電通信技術(shù)也不能避免。就從無(wú)線電通信技術(shù)壞的方面來(lái)說(shuō)，大量的保密文件被公開(kāi)了，無(wú)線電通信技術(shù)還被人們應(yīng)用在考試中，這都是弊端。鑒于市場(chǎng)對(duì)經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用，我國(guó)的無(wú)線電通信技術(shù)有了飛躍的發(fā)展，但是我國(guó)的人口很多，無(wú)線電通信技術(shù)還沒(méi)有在邊遠(yuǎn)地區(qū)得到應(yīng)用，并且在利益的誘導(dǎo)下，運(yùn)營(yíng)商對(duì)無(wú)線電通信技術(shù)亂用。以上的行為都是需要迫切解決的問(wèn)題。而無(wú)線電通信技術(shù)的發(fā)展與人民的支持息息相關(guān)的。所以，我們一定在以人民群眾利益為首位的前提下，充分挖掘個(gè)人潛力，積極研究創(chuàng)新無(wú)線電通信技術(shù)新方法，把無(wú)線電通信技術(shù)推向新的臺(tái)階。參考文獻(xiàn)[1]黃學(xué)良,譚林林,陳中,強(qiáng)浩,周亞龍,王維,曹偉杰.無(wú)線電能傳輸技術(shù)研究與應(yīng)用綜述[J].電工技術(shù)學(xué)