浅谈无线电通信技术及其管理

PAGE2浅谈无线电通信技术及其管理摘要随着电子技术的飞速发展，遥控技术有了日新月异的发展。由于无线电波是由发射点向四面八方传播，可以穿过阻碍物，而且可以传播到很远的距离，使得无线电遥控的控制可以在很大区域和空间内实现，从而成为遥控的主要方式，在各个领域都有广泛的应用。目前，无线电通信技术已成为无线通讯的重要研究领域。国内外的学者纷纷对此进行了探讨，但是目前还处于初期阶段，有待完善。鉴于此，本文章将会以提高无线电通信的性能以及效率为目的，对无线电通信的等多种技术进行深度的研究，得到的结论一定会对后来者有一定的参考价值以及实际意义。关键词：无线电；遥控；调制

ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofelectronictechnology,remotecontroltechnologyhasbeendevelopingwitheachpassingday.Sincetheradiowavesaretransmittedinalldirectionsfromthetransmittingpoint,theycanpassthroughtheobstacleandcanbetransmittedtoagreatdistancesothatthecontroloftheradioremotecontrolcanberealizedinalargeareaandaspace,thusbecomingthemainmodeofremotecontrol.Fieldhasawiderangeofapplications.Atpresent,thewirelesscommunicationtechnologyhasbecomeahotresearchfieldofwirelesscommunication.Domesticandforeignscholarsandresearchinstitutionshavecarriedoutrelevantresearch,butthesestudiesarestillintheearlystages,isstillveryimmature.Inviewofthis,thispaperistoimprovetheperformanceandefficiencyofradiocommunicationforthepurposeoftheradiocommunicationandotherkeytechnologiestodoakeyresearch,theresultsofthefutureoftheradiocommunicationsystemtoachieveacertainreferencevalueandpracticalsignificance.Keywords:radio;remotecontrol;modulation一、无线电通信的技术优势（一）提高频谱利用率无线电可以自动的检测周围的环境，自动的调节系统参数来适应新的环境，在不对授权用户产生影响的前提下能够通过空闲频谱资源进行通讯，比如空间、频率以及时间等等方面。所以这能够加大对授权频谱的利用，缓解环境频谱资源的使用。（二）提高终端用户的服务质量（1）服务质量。以用户的视角来看，无线电通信最大的优点在于服务质量有所提升。服务质量从不同的视角进行分类有很多，比如有时延、数据速率以及花费等等；（2）无线服务。无线电通信技术的连接更加的可靠、稳定、简单，且不需要用户参与，只需要重新配置硬件以及自适应认知的协议栈即可，就能够让无线电通信设备智能的提供安全、可靠、简单的网络服务。（三）增加频谱持有者的收益在一定的程度上，应当增加频谱持有者的收益，可应用以下两种方式：（1）开发二级频谱市场，为处于同一个频段上的持有者提供不一样的服务；（2）采用新的商业模式“频谱贸易”，也就是向第三方出租未使用的频谱，以取得收益。而第三方也能够在运营服务中或者通过转租的方式获得收益。所以，频谱贸易能够造就双方共赢的局面。二、无线电通信的关键技术（一）无线电通信的频谱检测技术频谱检测技术属于无线电通信中的一种，且是主要技术之一。我们从它的运行顺序上看，它最先对无线电通信装置所处的无线电环境进行检测，称之为空闲频谱检测。物理层的检测主要针对数字信号的处理增益进行高性能检测的，第一步的检测是授权用户的接收端，因为授权用户接收端检测比较繁琐，第二步检测的是授权用户的发送端。MAC层的检测则主要针对多信道环境下的效率检测，经过信道检测次序以及检测周期优化，可以尽可能多的检测到信道，或者让信道搜索在最快的时间内完成。MAC层的检测可以分为主动检测以及被动检测。因为无线信道有阴影以及多径衰落的特点，只通过一个无线电通信用户对本地进行检测会有很多的缺陷，但是多用户协作检测不会存在这种问题，因此使用多用户分集来对抗无线信道的衰落能够提升检测的准确度。图2.1频谱检测技术分类1.物理层检测从检测的方式上来看，物理层检测包含了二种检测方式，即授权用户接收端、发送端检测。当授权用户接收端进行频谱检测时，外界对授权用户产生的一些影响因素无线电通信可以了解到，无线电通信可以通过这些影响因素在达到授权用户干扰约束的要求中共同频谱资源。在物理层检测运算的方式的研究中都是在一样的频谱检测模型中进行的，也就是二元假设检测模型。在加性高斯白噪声信道中，二元假设检测模型应为上式中的为授权用户的信号“不存在”，为授权用户的信号“存在”，w（t）为高斯白噪声，为发送信号，y（t）为授权用户的检测信号。Y[n]为对检测信号采样得到抽样序列，T[Y]为进一步构造某种检验统计量，与T[Y]相对应的判决门限设为，最后得出了检测性能指标上式中的依次为检测概率、虚警概率、漏检概率。其中虚警概率与漏检概率主要与判决门限有关，当不断的增加，就会随之而减小，则随之增大。如果值太高，就会增大，对授权用户的影响也会越大；如果值太小，就会增大，导致CR用户漏检很多的频谱机会。所以，值要设定的合适，让，取得某种程度的折衷。2.MAC层检测MAC层检测的的主要作用是控制决定检测那几条信道以及什么时候检测等物理层谱检测算法的操作。当前在MAC层频谱检测管理方面的研究以检测方式以及检测参数的选取、优化为主，也就是检测的方式的选择、检测周期及检测时长的设置、检测信道的选取以及检测静默期的设置等。其中，检测时长是周期检测的重要参数之一，它的设定是不是合理，在本质上是表示检测质量和检测速度折中的方式。减少检测时长就使检测质量变低；反之则能够提升检测质量，但是会让可用空闲频谱的利用率下降。检测时长主要与底层硬件设备及物理层检测算法，以及无线电通信用户对空闲频谱的利用率、检测速度与检测性能折中等指标进行选取和优化的情况息息相关。（二）无线电通信的频谱共享技术无线电通信的频谱共享技术的主要目的是在无线电通信用户在不干扰授权用户的情况下，让无线电通信用户与授权用户共同享受同一段频谱。无线电通信技术最重要的技术是科学、完善频谱共享机制，它能够减少干扰信号对授权用户的影响，以及增大频谱机会的利用率。无线电通信频谱共享有一个明显的特征，即在无线电通信用户和授权用户共享频谱时，授权用户的频谱使用级始终比无线电通信用户高。目前，无线电通信频谱共享技术在以下几个方面还有待完善：（1）无线电通信设备没有提前分配频段，还要以频谱检测结果为依据来分配合理的频率，而分配好的频谱还会因为环境的变化而产生变化，所以无线电通信频谱共享技术还要提升适应性；（2）无线电通信有很多的节点，且节点都有所不同，因而对通信需求以及频谱环境就会不一样，所以需要提升网络频谱的利用率，并根据不同的节点分配不同的频谱；（3）相邻的节点处在的频谱环境很相似，如果它们搜索到一样的频谱机会，就会出现争用现象。因此无线电通信频谱共享技术需要让节点公平的共享。总体说来就是要让无线电通信中的频谱都得到公平的待遇。1.基于网络架构的频谱共享频谱共享在网络架构的基础上进行分类，则有集中式频谱共享以及分布式频谱共享。无线电通信网络在集中式频谱共享中就是由一个中心实体、多个无线电通信用户以及多个频谱检测终端所构成。检测终端主要是对检测频谱进行检测，然后把检测的结果利用制定的信道传递给中心实体，接着中心实体会对结构进行集中处理，并把它储存在频谱数据库中。一旦无线电通信用户要进行通信，就会朝中心实体进行请求，接着中心实体会查询频谱数据库中的频谱机会信息，最后按照用户的要求分发频谱资源，是系统的利用率达到最大。2.基于接入技术的频谱共享频谱资源以接入技术为依据进行分类，则有Underlay式频谱共享以及Overlay式频谱共享。其中Underlay式频谱共享是频谱共享机制中最容易操作的方式，无线电通电系统在连接信道之前会跟授权系统商进行协议，用最低的功率来应用主系统的频段，并保证发射功率不会对授权系统产生影响，这类的共享机制可以不设定干扰控制系统。从上面的文字中，我们可以知道Underlay式频谱共享中是不会存在干扰信息的。比如微波存取全球互通技术以超宽带，因为超宽带是在3.1-10.6GHz的频段内运作的，因此能够作为无线电通信系统，通过协议好的低功率来共享WiMAX频谱。然而Underlay式频谱共享法应用的领域有限，因为发射功率较低，所以适用于短距离通信，特别是无线局域网。Overlay式频谱共享技术则是通过把一个无线电系统频段完全覆加另一个无线电系统未利用的频段来使用的技术，它是在频分复用的基础上进行抗干扰的。它能够让无线电通信设备进行远距离的传输。（三）无线电通信的频谱管理技术1.频谱分析和决策频谱分析以及决策技术要格外注意的问题是：对于检测到的频谱机会，分析它的关键特征，然后与无线电通信用户的传输需求进行综合分析，最后决定分发合理的频谱。无线电通信用户的传输要求会根据详细的通信服务变化而产生变化，比如信道容量、数据速率以及传输时延等。上述中的信道容量的传输参数很关键。一般来说，信道容量可以通过接收端的信噪比来获得，但是在实际使用中，根据接收端的信噪比估测它的信道容量还是不能够完全确定它的传输中是否存在干扰信号。所以，应当根据实际的应用中的干扰状况来评估无线电通信可以利用的信道容量，这种模式可称之为干扰温度模式。干扰温度明确的规定了授权用户收端所能容许的最大干扰量，因此，可估测出无线电通信用户的最大信道容量。2.频谱定价机制在指定的环境中，授权用户的空闲频谱变成了全部CR系统的公共接入频谱池，它对该地区的CR网络公平开放。在一个地区很有可能有很多的CR网络，这就需要控制CR网络间的相互作用了，可以通过调节所有的CR功能的无线服务提供商间的频谱来避免相互干扰，频谱中介就是这样一个存在。频谱中介管理这由多个CR系统组成的频谱池，如果在这一地区的无线服务提供商需要频谱，他可以向频谱中介发出租用申请。当频谱中介受到申请之后，就会对无线服务提供商发送频谱，频谱中介就会获得收益。频谱中介存在的意义有以下几个方面：（1）频谱中介的职责就是负责频谱机会的发现以及追踪，这能够让CR网络的频谱检测负担减轻，还能够提升频谱检测效率，并让频谱池实时更新；（2）频谱中介进行分配频谱能够减少很多的CR网络在使用频谱时产生的影响，还可以按照用户的要求来科学的分布频谱，以增大频谱机会的利用率。下图2.2即是采用频谱中介管理频谱分配图。图2.2采用频谱中介机制管理频谱分配频谱中介通过出租频谱能够取得一定的收益，但是出租频谱的价格值得深思。频谱价格的高低主要与市场上的网络服务提供商和用户对宽带的要求有关。频谱中介主要目的是收益最大化，但是不代表频谱出租定价多，收益就高，因为价格太高会对用户的要求产生影响，如果用户的带宽要求低，使频谱中介的收益也会低。结论所有的事物都会存在好的一面以及坏的一面，无线电通信技术也不能避免。就从无线电通信技术坏的方面来说，大量的保密文件被公开了，无线电通信技术还被人们应用在考试中，这都是弊端。鉴于市场对经济的促进作用，我国的无线电通信技术有了飞跃的发展，但是我国的人口很多，无线电通信技术还没有在边远地区得到应用，并且在利益的诱导下，运营商对无线电通信技术乱用。以上的行为都是需要迫切解决的问题。而无线电通信技术的发展与人民的支持息息相关的。所以，我们一定在以人民群众利益为首位的前提下，充分挖掘个人潜力，积极研究创新无线电通信技术新方法，把无线电通信技术推向新的台阶。参考文献[1]黄学良,谭林林,陈中,强浩,周亚龙,王维,曹伟杰.无线电能传输技术研究与应用综述[J].电工技术学