無線電技術(shù)及無線電調(diào)試技術(shù)的分析

鄒龍金++葉帥兵

[摘 要]無線電技術(shù)是以可以在自由空間內(nèi)隨意傳播的電磁波為主要介質(zhì)，利用頻率的作用實(shí)現(xiàn)信號傳輸和接收的一種新科技技術(shù)。這種技術(shù)的現(xiàn)代信息技術(shù)的前身，并且在現(xiàn)代仍然具有很重要的應(yīng)用意義?，F(xiàn)本文就主要針對無線電技術(shù)和無線電調(diào)試技術(shù)進(jìn)行簡單的分析介紹，以利于更多的人了解無線電技術(shù)的應(yīng)用和作用。

[關(guān)鍵詞]無線電技術(shù)；調(diào)試技術(shù)；信號；頻率

中圖分類號：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）20-0277-01

一、無線電技術(shù)

1.1何為無線電

無線電是指在所有自由空間（包括空氣和真空）傳播的電磁波，是其中的一個(gè)有限頻帶，上限頻率在300GHz（吉赫茲），下限頻率較不統(tǒng)一，在各種射頻規(guī)范書，常見的有3KHz～300GHz（ITU-國際電信聯(lián)盟規(guī)定），9KHz～300GHz，10KHz～300GHz。

1.2發(fā)明過程

麥克斯韋最早在他遞交給英國皇家學(xué)會的論文《電磁場的動力理論》中闡明了電磁波傳播的理論基礎(chǔ)。他的這些工作完成于1861年至1865年之間。1864年，英國科學(xué)家麥克斯韋在總結(jié)前人研究電磁現(xiàn)象的基礎(chǔ)上，建立了完整的電磁波理論。他斷定電磁波的存在，推導(dǎo)出電磁波與光具有同樣的傳播速度。1887年德國物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了電磁波的存在。之后，人們又進(jìn)行了許多實(shí)驗(yàn)，不僅證明光是一種電磁波，而且發(fā)現(xiàn)了更多形式的電磁波，它們的本質(zhì)完全相同，只是波長和頻率有很大的差別。海因里?！?shù)婪颉ず掌潱℉einrich Rudolf Hertz）在1886年至1888年間首先通過試驗(yàn)驗(yàn)證了麥克斯韋的理論。他證明了無線電輻射具有波的所有特性，并發(fā)現(xiàn)電磁場方程可以用偏微分方程表達(dá)，通常稱為波動方程。

1.3用途

無線電的最早應(yīng)用于航海中，使用摩爾斯電報(bào)在船與陸地間傳遞信息。無線電有著多種應(yīng)用形式，包括無線數(shù)據(jù)網(wǎng)，各種移動通信以及無線電廣播等。無線通信在現(xiàn)代通信中占據(jù)著極其重要的位置，幾乎任何領(lǐng)域都使用無線通信，包括有商業(yè)、氣象、金融、軍事、工業(yè)、民用等。我們可從通信系統(tǒng)、調(diào)制方式、多址方式等幾方面可看到無線通信系統(tǒng)種類的繁多。 類 別 種 類 通信系統(tǒng) 衛(wèi)星通信系統(tǒng)、蜂窩移動通信系統(tǒng)、無線尋呼系統(tǒng)、短波通信系統(tǒng)、微波通信系統(tǒng)等 調(diào)制方式 AM、FM、LSB、USB、ISB、FSK、PSK、MSK、GMSK、QAM等 多址方式 時(shí)分多址（TDMA）、頻分多址（ FDMA）和碼分多址（CDMA）等。

二、無線電調(diào)試技術(shù)

2.1什么是無線電調(diào)試技術(shù)

無線電調(diào)試的技術(shù)是一種全新的智能無線電技術(shù)。認(rèn)知無線電可以將空閑頻譜的使用率提升，自身具備一種自主的尋找能力，可以在無線射頻傳輸?shù)沫h(huán)境下實(shí)現(xiàn)頻譜監(jiān)測的功能。所以，在無線電技術(shù)中，需要對無線電調(diào)試技術(shù)加以進(jìn)一步的創(chuàng)新與改進(jìn)。無線電最開始得到應(yīng)用的為長波段部分，這是由于這一部分當(dāng)接觸地面表層的時(shí)候所感應(yīng)產(chǎn)生的電流較低，電波在這個(gè)過程中不會產(chǎn)生過多的能量損耗，同時(shí)可以避開阻礙的物體。不過必須了解的是，長波雖然有上述諸多的優(yōu)勢，不過它所需配備的設(shè)施體積較大，需要投入的成本較高，且設(shè)備本身的通訊容量有限，因此為了進(jìn)一步提高工作效率，我們將進(jìn)一步的對無線電進(jìn)行摸索，以找到全新的波段部分。其次運(yùn)用的是短波電臺，因?yàn)榧冉?jīng)濟(jì)又輕便，它在電訊以及廣播領(lǐng)域均有十分廣泛的運(yùn)用。不過，對于電離層來說，因?yàn)槠浔粴庀?、太陽活動和人們行為等因素所制約，通信水平及安全性能有所減弱，不僅如此，短波段的整體容量體積也逐漸的不能達(dá)到當(dāng)前越來越多的需求標(biāo)準(zhǔn)。一直到上個(gè)世界的四十年代，微波技術(shù)開始出現(xiàn)，這一技術(shù)和光頻其實(shí)己經(jīng)十分的靠近，其在傳播的過程中是成直線軌道的，同時(shí)可以成功的穿透電離層，因此微波必須要經(jīng)過中繼站或者是通訊衛(wèi)星來反射之后傳輸至之前所預(yù)先設(shè)定的位置。

2.2無線電技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析

無線電技術(shù)目前已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，其作為一種長距離信息傳輸技術(shù)，受空間因素限制比較小，可以在長距離范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)信號的傳輸，達(dá)到訊號通信的目的。無線電技術(shù)本身具有一定的辨識能力，經(jīng)常被用于測定物體的身份；其另一主要功能為數(shù)據(jù)傳輸。在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的推動下，無線電技術(shù)完全可以將數(shù)據(jù)山一個(gè)設(shè)備傳遞給另一設(shè)備。信息的傳輸只需要通過藍(lán)牙等無線電模式即可，小需要數(shù)據(jù)線，并且信息傳輸具有速度快、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。無線電技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域比較廣泛，包括軍事、電力、通信、動力和生物學(xué)等。但是從整體上來看，業(yè)務(wù)頻譜與有限頻譜之間資源應(yīng)用的矛后日益加劇，相關(guān)人員必須要采取措施加以解決，以免制約無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。

2.3主用戶發(fā)射端的檢測

在認(rèn)知無線電中，檢測主用戶發(fā)射端，主要應(yīng)用方法有：能量檢測、循環(huán)平穩(wěn)特征檢測、匹配濾波器檢測等。在假設(shè)的二元模型中，頻譜問題將轉(zhuǎn)變成信號處理問題。

2.3.1能量檢測

一般情況下，如果難以滿足各種檢測技術(shù)要求，應(yīng)該首先考慮能量檢測。通過以下兩種方法完成檢測工作：一方面，傳統(tǒng)能量檢測技術(shù)，將接收到的信號經(jīng)過前波濾除，獲得相近信號，首先模型與數(shù)量轉(zhuǎn)換，利用平方器獲得信號能量，并與門限值進(jìn)行比較分析；另一方面，利用周期圖實(shí)現(xiàn)能量檢測，這是目前應(yīng)用較為廣泛的典型功率頻率計(jì)算方法。當(dāng)獲得信號能量之后，與門限值進(jìn)行比較分析。能量檢測法相對簡單、易于操作，屬于非相干檢測方式，對相位同步的要求并不高。但是設(shè)定門限值是檢測工作的難點(diǎn)，不能準(zhǔn)確判斷有用信號、干擾及噪音區(qū)別。在信噪比較低的情況下，對檢測性能產(chǎn)生一定影響，在擴(kuò)頻信號、調(diào)頻信號和直接序列信號中不適用。

2.3.2循環(huán)平穩(wěn)特征檢測

應(yīng)用循環(huán)平穩(wěn)特征的檢測技術(shù)，除了較為復(fù)雜之外，基本可以克服其他檢測方法的弊端。經(jīng)過調(diào)制的主用戶信號，一般會產(chǎn)生循環(huán)前綴、跳頻序列、載頻等，提高信號的內(nèi)在周期性。如果信號均值與自相關(guān)函數(shù)具有周期性，而且周期和信號周期基本一致，則證明循體平穩(wěn)；另外，可以通過對信號頻譜的相關(guān)函數(shù)循環(huán)頻率狀況，確定是否存在主用戶信號。在譜相關(guān)函數(shù)中，在零循環(huán)頻率處，可體現(xiàn)信號特征的平穩(wěn)性；在非零循體頻率處，則可體現(xiàn)信號的循環(huán)平穩(wěn)特征。由于噪聲具有平穩(wěn)性，在非零循環(huán)頻率位置，不會體現(xiàn)出頻譜的相關(guān)性；而主用戶信號具有循環(huán)平穩(wěn)特點(diǎn)，在非零循環(huán)位置，體現(xiàn)了頻譜的相關(guān)性。因此可以據(jù)此判斷，如果在非零循環(huán)頻率位置體現(xiàn)了頻譜的相關(guān)性，則證明主用戶信號的存在；如果只在零循環(huán)位置存在，那么體現(xiàn)了頻譜的相關(guān)性，說明不存在主用戶信號、存在噪音。有關(guān)檢測循體平穩(wěn)特征，不需要獲得先驗(yàn)信息信號，可以直接區(qū)分有用信號或噪聲，以此降低背景噪音影響。但是由于采取循體平穩(wěn)特征檢測，涉及復(fù)雜的計(jì)算過程，因此需要的觀測時(shí)間比較長，應(yīng)權(quán)衡利弊。

三、結(jié)束語

作為一種全新的無線通信技術(shù)，應(yīng)將認(rèn)知無線電放在周圍特定的環(huán)境中的電磁來檢測特征，其智能決策需要通過檢測結(jié)果做出，并以此對設(shè)備的接受參數(shù)和發(fā)射參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。而頻譜檢測在無線電中，主要是對分配到的主用尸的頻段在頻域、空域和時(shí)域進(jìn)行檢測，對頻段內(nèi)的主用尸工作的能否順利開展進(jìn)行重點(diǎn)檢查，并有效提高頻譜的利用效率。并對當(dāng)前社會社會短缺頻譜資源的狀況進(jìn)行改善，所以無線電調(diào)試的技術(shù)會成為未來無線電調(diào)試發(fā)展的方向。

參考文獻(xiàn)

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