无线电关键技术的应用研究现状

摘 要：无线电是一个智能电网系统，其主要用于无线通信。提供给用户高容量的服务，主要是通过非静态下的频谱接入，还有改善当下的一些低效频谱应用的模式。本文结合无线电中多项关键技术，并且探讨了无线电发展需要关注的难点问题。

关键词：无线电 频谱检测 关键技术 应用现状

中图分类号：TN92 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（a）-0103-01

因为无线通信频谱有限，而且宝贵，并且这种资源在日益匮乏。同时承受着传统的频谱机制的巨大压力。在这种情况下，使得无线频谱在分配和利用上产生了突出矛盾。无线电技术的进一步开发，带来的是时间和空间上的充分利用无限频谱的资源，通过这一系列的措施，改变频谱现在的利用状况。

1 无线电体系结构

无线电是一个智能电网系统，其主要用于无线通信。它是伴随着软件无线电的发展基础上发展的。其主要是利用先进的人工智能技术，时刻感应外界环境，并通过实时改变某些操作参数，从环境内部状态中感应并接到无线信号，同时进行统计性变化，从而达到随时随地对可靠的通信和对频谱资源的有效利用。

1.1 无线频谱探测

认知无线电的核心是检测空洞，确定空洞的频谱。在侦听频谱时必须做到其真实性，连续性以及准确性。在发现频谱空洞时，必须要利用特定的技术进行处理，并且在所有处理过程中，不能影响到所有的通信系统，尽力保护相对应的用户的安全信息。

1.2 无线信道估计

差分检测与导频传输，是传统的信道状态估计的两种方式。无线电技术的信道处于什么状态，还有无线信道的容量到底有多少的一个预测，在这些前提下，了解到无线信道的可利用率是多少。如此做法的前提是，必须根据无线频谱分析的结果来判断。

1.3 功率控制和频谱管理

无线环境信息在传输过程中，必须选择对频谱空洞有需要的频段进行有效利用，而在这个传输的过程中，为了避免对其他用户造成干扰，就必须实施对传输功率的控制。所谓传输功率控制，就是指当信号的传输功率在可接受的范围内，在传输数据的过程中根据功率的实际水准调整输出功率的行为。为了满足频带输出中的QOS要求，无线电必须具备频谱管理功能。这个的原因就是因为无线电需要在这里面所有的频带中，判决出条件最差最坏的频带。

2 频谱感知技术

当前，频谱检测技术的基本分类有多种。最普遍的是按照用户可分为本地检测盒合作检测。如果从功能上可分为物理层检测与MAC检测。如果从检测对象的位置大致可分为发射机检测与接收机检测。

2.1 主用户发射端检测

主用户发射端检测的检测算法多种多样，其中最主要的有三种，分别是能量检测、循环平稳特征检测和匹配滤波器检测。

2.1.1 匹配滤波器检测

匹配滤波器是专门针对高斯白噪声情况下而采取的的最佳检测器。一般情况下，感知用户得知了主用户的验证信息时，其选用的最佳算法为匹配滤波器检测。

2.1.2 能量检测

能量检测的运用比较常用，是检测噪声中未知信号的一种常用方法。其模式简单易操作，即将收到的信号，先经过附近前端的滤波器滤出的信号，接着再进行变换，最好再经过平方得到信号的能量。能量检测算法相对简单、易操作。能量检测算法是非相干检测，对相位同步要求不高。但是因为不能够有效分辨出有用信号、噪声干扰等，所以在检测门限值的设定上比较困难。

2.1.3 循环平稳特征检测

循环平稳特征检测虽然操作起来较为复杂，但是却能够很好的克服匹配滤波器检测和能量检测中发现的缺点。载频、调频序列等等在调制后的主用户信号上一般都会有这些情况。从而使信号有内在的周期性。如果一个信号的均值与其相关的函数存在周期性的关系，而这个周期与信号本身的周期是吻合的此时这种现象就被称为循环平稳特征。其主要的特征就是在检测的时候，不需要知道信号的先验信息，并且还能够区分出噪声以及有用喜好，这样可以摆脱掉背景噪声的影响。通过对比可以发现，循环平稳检测法可以对信号进行较好的检测，但所花的时间也较长，因为这种算法的计算相当复杂。

2.2 主用户接收端检测

本振泄露功率检测和基于干扰温度的检测是目前最主要的算法。其方式是通过判断主用户接收端是否处于工作状态来判断频谱的使用情况而定的。

2.2.1 本振泄露功率检测

该检测方法是通过检测主用户接收机有无泄漏信号来判断其是否工作。当主用户接收机出于工作状态的时候，会接收到高频信号，这些信号经过本地振荡器后会产生特定频率的信号，少部分信号就是从天线泄露出去被检测到的。应用方法：将传感器安装在机器的接收端，有信号泄漏时机器会以特定的功率通过一个特殊的控制信道感知用户。这种检测方法的监测范围较小，要想达到高准确度所花的时间相对较多。

2.2.2 干扰温度的检测

干扰温度要得到准确的检测结果，感知用户需要对助用户系统进行准确的定位。用户可以感知到自身造成的干扰温度，如果温度没有超过限定值，用户就能通过调整其中的某个参数来使用该频段的频谱空洞。但是这个方法，对于用户系统的保护没有明确的保证。

2.3 合作检测

信号传输过程中会收到许多因素的干扰，为确保对频谱使用情况有一个准确的了解，必须对多个感知用户的信息进行分析。集中式和分布式是最为常见的两种方式。协同检测可看作是选取门限判决准则和信息融合准则的问题。门限判决准则和信息融合的方式不一样，其系统检测的性能也会随之发生变化

3 频谱管理

频谱管理的主要目的是通过一个自适应策略来有效地利用频谱资源。动态频谱能够给主要用户与次要用户带来公平的频谱共享，从而有效的避免了两者产生冲突。认知无线电的动态频谱管理是在感知无线频谱的基础上进行的，相关资源可以通过频谱池共享。

4 结语

无线电是无线通信技术发展的趋势之一。而当前，对无线电的研究还比较落后，并且范围也比较狭窄。所以，在研究无线电技术的方向时，可以结合多方研究领域，并且还可能发现很多问题。所以，无线电技术的发展，对使用频谱的认知会产生革命性的变化。

参考文献

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