无线电技术论文范文
时间：2023-03-06 19:03:52
无线电技术论文范文第1篇
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。
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)
[5]江莹，杨震.认知无线电的几种频谱感知方法研究[J].科技资讯，2007，(10)
无线电技术论文范文第2篇
关键词：数字广播软件无线电世界数字广播（DRM）DAB
1数字调幅广播技术的发展
1.1广播技术的发展
从20世纪二十年代开始，商业广播先后在美、苏、英、德、法、中等国开播，在此后的近百年时间，广播作为重要的传媒工具，受到各国的重视。广播无后经历了中波调幅、短波调幅、调频、调频立体声几个阶段，表1罗列了部分国家的广播发展情况。
表1世界主要国家的广播发展情况
中波短波调频调频立体声
美国192019421941/
苏联1922192919461960
英国192319381955/
法国1923193619501954
德国1923192919491958
中国1923193419741979
日本1925193519571969
1．2调幅广播的优势
尽管调幅广播的带宽只有9kHz或10kHz，音质无法与调频立体声相比，但是由于调幅广播发展时间最久，全球标准统一，在任何地方购买的收音机在全球各地都能使用，接收工具简单，而且可以方便地进行室内、外的便携接收与车、船中的移动接收。因此至今它仍然是世界上使用最广泛的广播媒体。
短波国际广播则由于在国际交往中的极端重要性与最适合对象为财力处于中下层的听众，所以各国仍继续大量投资支持短波业务。
今天，世界上有160多家国际广播电台在进行着无形的“星球大战”。美国之音（VOA）的一项研究甚至认为：未来40年没有其它媒体能以相同的优点替代。据统计，全世界现在已有3333座短波发射台，12590府中波发射台，25亿台调幅收音机，其中7亿台可收短波广播。
1.3DRM的产生
由于调制广播的竞争，音、视频数字化的发展，传媒手段的多样化和九十年代开始的全球数字化浪潮，使许多广播机构认识到，调幅广播必须数字化才能适应竞争日益激烈的传媒环境，纷纷开始了数字调幅广播的试验。
德国电信（DT）从1994年11月开始进行数字中被广播的试验。法国汤姆喀斯特（Thomcast）公司则从1995年起斥巨资进行数字调幅广播系统的开发，并从1996年6月起演示了它的天波（SKYWANE）2000系统，到1998年4月，研制中的数字调幅广播系统已至少有6个。
1994年，电联曾要求各成员国提出数字系统的建议，并建议建立一个世界性的集团以评估不同的方案，最终提出单一的建议由电联推荐各国使用，由此诞生了DRM。DRM的全称是DigitalRadioMondiale，其中Mondiale为法文，即“世界数字广播”集团（Consortium）。DRM于1998年3月在中国广州宣告成立。到2002年2月，DRM已有来自27个国家的正式会员（Fullmembers）47个，和非正式会员（Associatemembers）25个。
1.4国内外数字调幅广播技术发展情况
目前，欧洲和北美的一些国家均研制了DRM接收设备，这些接收设备更接近于专业接收设备，主要采用计算机插板方式，绝大多数的解调、解码工作均由基于DSP和计算机CPU的软件完成，它们具有便于软件更新，可以方便适应不同标准和新业务，便于在线测试，可以方便地使用各种分析工具等优点。同时具有体积大（一般需计算机，也有较小的），功耗大（普通干电池无法满足工作），不兼容原有设备等缺点。客观地讲，这些设备只能算作实验性质的设备，不具备投放市场的能力。
我国在数字广播领域与国际完全同步（DRM集团在我国成立足以说明），国内已经有了类似的产品，水平与国外产品没有明显珠差距。
图2
1.5DRM技术发展的机遇与挑战
DRM系统已基本成熟，即将进入实施阶段。但是，一项新技术能否在全球推广，技术本身的先进性与可行性虽是前提，却远非决定因素，市场条件和消费者的接受程度十分关键。历史上已经有不少成功的经验与失败的教训，DRM也把实施问题看作为严重挑战，还把影响国家或地区一级启动新技术的因素归纳为以下几点：①技术变更的步伐；②进口或出口控制；③市场成熟性；④财富或个人可支配的收入（PDI）；⑤法规；⑥消费者是否是新技术的早期采用者。
为使DRM取得成功，需要处理好三个关键性因素，即广播机构/网络运行者、接收机制造商与听众之间的关系。可以列出以下的实话依赖关系表（见表2）。
表2实施依赖关系表
参与者依赖性关键推动者
广播机构/网络运行者接收机可用性听众市场频谱可用性
法规协议
发射机可用性
接收机制制造商内容可用性听众市场低知识产权费用
市场规模
广播机构签约承担义务
芯片组可用性
听众接收机可用性内容可用性信息的需要
接收机的费用
明确的独特销售点
1．6DRAM在我国发展的前景
我国是AM广播的大国，新世纪开始实话的西部创新工程还将进一步扩大AM广播的规模，提高广播覆盖率与改变边远地区空中秩序。
1998年的广州会议已注意到了中国这样的大国不容易由调频（FM）广播覆盖（注：中国的陆地面积与欧洲大致相当，比美国本土大200万平方公里，中国最小的浙江省相当于比、荷、丹三国的总和，新疆则相当于三个欧洲大国德、法、西的总和），因而数字调幅广播具有很大的市场。由于许多重要的国际广播机构一直积极参与DRM的活动，今后这些机构很可能较早地开始数字化的短波国际广播，从而使他们的国际广播效果大大改善与具有良好的抗干扰性。
我国虽然从1997年起就一直关注与跟踪数字AM广播的发展，北京广播学院还进行了计算机模拟试验。但鉴于DRM很快进入实话阶段，美国开发与评价IBOCDAB技术有较大进展，日本也参加了DRM，因此应该更加积极地创造条件，早日在我国开展相应的实验室与现场测试，积累自己的数据（中国地形复杂，横跨寒、温、热三带，电离层条件也不同），并争取有自己的知识产权，还要利用作为国际电联与亚广联成员的条件和参加各种国际会议与相关活动的机会，积极了解国际新进展，调整与确定发展我国数字声音广播的方针政策与计划日程，积极维护中国在二十一世纪数字调幅广播领域的权益。
2软件无线电技术的发展
软件无线电技术是近年来新兴的一种技术，它最早由MITRE公司的约瑟夫·米托拉（Joseph.Mitola）在1992年5月“美国远程系统会议（NationalTelesystemsConference）”上提出。该项技术一经提出就在世界上产生了重大影响，受到了各方的高度重视。
软件无线电技术的核心思想是软件无线电技术将宽带的A/D变换器尽可能的靠近射频天线，即尽可能早的将接收到的模拟信号转化为数字信号，最大程度上通过DSP软件来实现通信系统的各种功能。图1为理想软件无线电系统组成框图。
作为软件无线电技术载体的软件无线电电台是“用软件定义波段、调制方式、信号波形的电台。信号波形由数字信号采样产生，用宽带的数模转换器转换成模拟信号，可能还要由中频上变频到射频。类似地，接收机使用宽带的模数转换器获得该软件无线电电台节点所有波段的信号。接收机用通用处理器上的软件完成信号的提取，下变频和解调。”（约瑟夫·米托拉给软件无线电电台做的定义。）
理想的软件无线电电台应该拥有在全频带工作的能力，具有极大的灵活性，任何功能的改变或增加都可以通过软件升级来完成。由于实际条件的限制，比如宽带前端射频模块的性能不够理想、宽带A/D/A的工作带宽和采样速率有限、DSP的处理能力不足、总线数据受限等，导致在目前的技术条件下无线实现上述理想软件无线电系统。为了使得软件无线电技术可以应用于实践，就在理想软件无线电系统的基础上增加了若干限制条件，使得软件无线电牺牲了一些灵活性，换来了可实现性。
考虑到DRM目前的牺牲性，为了减小研发的风险，可以考虑采用软件无线电技术研制发射接收设备，在目前模拟数字混合暑期可以兼容原有的模拟设备，随着社会的发展，当DRM技术成为主流技术时通过软件升级就可以将用于兼容的资源专用作数字广播质量的提升，从而最大限度的保护用户的利益。
3基于软件无线电技术的DRM系统
3.1DRM的主要标准介绍
2001年4月4日ITU已通过DRM的标准建议书为ITU-RBS.1514,2001年9月通过欧洲标准为ETSITS101980V1.1.1。单个调幅频道码率可达24kbps，双频道可达72kbps。在ETSITS101980V1.1.1标准中，主要规定了了频道使用模式、信源泉编码方式、复用情况、信道编码与数字调制方式等内容。
具体来说DRM信号有三种频道使用模式：半个频道、一个频道和四个频道。半个频道的模式可以用作模拟和数字同播，作为模拟和数字广播的平滑过渡的方法。信源编码推荐了四种方式：MPEG-4AAC（高级音频编码），MPEGCELP（刺激线性预测编码），MPEGHVXC（谐波矢量刺激编码），SBR（频带复制编码）。复用情况比较复杂，包括信道复用、帧复用、业务复用、数字复用等。信道编码与数字调制方式包括扰码生成多项式（x9+x5+1）、TCM编码方式采用删除卷级码与QAM调制结合的方式，交织深度分为短交织（交织长度为0.4s）和长交织（交织长度为2s），数字调制方式采用OFDM和QAM调制。
3.2国外同类产品（SKYWAVE2000）的性能
SKYWAVE2000采用的基本技术情况如表3所示。
表3SKYWAVE2000采用的基本技术情况
频谱适用波段LF、MF、HF
带宽选择复用
与现有范围的兼容YES
带外发射与发射机Tx有关
单频网络支持YES
频谱掩蔽在选定的带宽内为矩形
系统特性调制/信道编码TCM+RSOFDM/QAM（8、16、64、256）
混合/同播方式YES（DSB/VSB）
音频编码MPEG-2Layer3,在电路实施中等待MPEG-4
灵活性YES
交织深度长交织6.6s
短交织0.3s
比特率Min6kbps
Max36kbps
灵活性YES
发射机峰值/平均值功率比4-8dB(与工作模式有关)
SKYWAVE2000的数字编码与调制原理框图见图2。
3.3基于软件无线电技术的DRM系统接收机
鉴于广播的特点：带宽窄，一般为9kHz～10kHz；信号动态范围大，短波波段的动态范围高达120dB以上。在软件无线电电台选用实现方案方面必须予以考虑。根据文献[2]的论述，选择了基于中频采样技术的体系结构：在A/D/A与天线之间增加一个宽带变频模块，将全频带的信号变频为一个固定的中频，通过对该中频处理实现预定的功能。图3所示为中频采样软件无线电系统的组成框图。
3.4基于软件无线电技术的DRM系统发射机
由于广播自身的特点，相比于接收机，发射机的研制更为复杂。基于软件无线电技术的DRM系统发射机由三个较为独立的子系统：数字编码与调制子系统、模拟处理子系统和发射子系统组成，其组成框图及相互关系见图4。
数字编码与调制子系统主要负责数字信号处理和幅度、相位的计算；模拟处理子系统负责将I、O的基带复信号变换到无线发射频率的调相信号或幅相信号；发射子系统实现功率放大及信号发射。
图5
3.5基于软件无线电技术的DRM系统工作原理
基于软件无线电技术的DRM系统工作原理如图5所示：
图5中，信源编码、复用、能量分集、信道编码、交织、数字基带的OFDM映射部分的功能将在数字编码与调制子系统中利用计算机的处理器、DSP处理器以及专用芯片等通过软件编程来实现。而无线射频信号的生成、稳定载波的产生等模拟处理功能将在模拟处理子系统中通过DDS、I、Q调制器等技术或专用器件实现。
数字广播领域市场广阔，具有很好的发展空间，目前世界各个主要发达国家都在此领域投入了相当的人力、物力、财力。我国在这一领域的研究水平与国际同步，更不能放弃这一优势。
软件无线电技术一经提出就被认为是无线电领域的一场革命，近年来“软件无线电”的思想已经渗透进入了仪器仪表、自动控制、信号处理等诸多领域。我国在这一领域的研究也得取了显著的成果。
无线电技术论文范文第3篇
卫星通信技术则是由使用围绕地球的同步/非同步的通信卫星来做一个中间站进行一种远距离通信的实现方式。它本质上是由微波通信以及航天技术之上发展新颖的无线通信的技术，而卫星通信技术自身采用的无线电频率为微波频段。从而产生的卫星通信技术，它的主要特点就是传输的距离远，且频率高。也因为卫星通信频带宽，且频率高，变化范围大的重要优点，卫星通信技术在我国的军事建设和经济发展等方面都具有深远的意义。
我国的现今卫星通信技术的发展在扩展新的频段，加强先可用的频段的利用率以及现在公用干线的通信网都应该一步步转向跟随宽带化的发展趋势，能够准确地利用卫星通信技术来建立我国的卫星宽带业务以及数字化通信网络。所以对于卫星通信网技术而言应该逐渐的走向小型化的、智能化的未来方向。从目前我国的计算机科技的水平来看，假设把设备功能全部换由软件来进行操作实现，那么由于软件的特点也就是需要按照一条条的指令来运行，就算我们采用多处理器的方式来进行协助共同运算，也没有办法真正保障高频率情况下的处理能够及时有效，也使得软件无线电技术在卫星通信领域中的使用范围明显受到限制。基于以上原因，以下设计想法是为了能够让软件无线电技术能真正应用在卫星通信方面。
首先我们所有的设备都需要经过模块化处理，各个模块分开保证控制功能，以及各个模块之间的高速数据的交换问题。而信道设备以及接口设备的内部结构信道设备包括调制解调器、信道的编译码器和置乱器等，在总的CPU的控制之下，信道设备的具体参数值可以做到由软件来进行定义处理。而将无线射频的设备、信道设备和接口设计在卫星通信技术中也是十分关键的存在。再来考虑到了卫星通信技术有着多址方式，业务类型广以及其频率高且变化区域广等各种优点，在信道设备和接口设备的设计选用模块化的设计构思。各个模块应该能够各自拥有能定义自身功能的各个软件接口，而选用的软件接口更应保证标准化以方便各个不同供应商的生产。然后在各个模块的具体设计上面，也要根据具体运算量大小，选择不同的软件接口功能。再来根据具体的各类应用环境，更加灵活地修改和使用数据帧结构，并且保证以软件协同硬件两相结合的方式实现。最后就是设备功能和系统功能的定义要靠网络管理系统来最终实现。
伴随着因特网大面积普及及现在移动网络的迅猛发展，卫星通信技术绝对会在未来迎来更进一步的发展机会。现在我国逐渐采用自主研发的通信卫星为主体，来建立完善的卫星通信系统。软件无线电技术作为一个可利用在卫星通信方面的技术来说，也一定会伴随卫星通信的脚步，成为加速我国科技发展的重要技术。
2结语
通过以上的详细分析以及深入探讨，我们可以清楚的得知，在我们现今的软件无线电技术之上，对软件无线电技术在卫星通信领域内的应用的设想已经不仅仅是一种可能，而是一种具有可操作性和实现性的想法。而对于未来的软件无线电技术在卫星通信及其他方面广泛使用来说，只要能有更多想法与结构概念，这种大范围应用也指日可待。
无线电技术论文范文第4篇
伴随着通信系统由模拟体制向数字体制的逐步转变， 无线通信得到了飞速发展。但传统的通过硬件设备改造升 级来完成无线通信新技术改革的方法带来了很多问题，如不同通信系统的兼容性差、互联互通互操作程度低、浪费等，大大制约了无线电技术的进一步发展。如何有效的提高信息的传输速率，以及适应新情况即使做出技术升级与改造，己经成为通信领域的关键问题。在这种情况下，认知无线电技术作为实现通信的新概 念和新体制应运而生。
认知无线电（cognitive radio，CR）的概念是由 Joseph Mitola 博士提出的，他在1999年发表的一篇学术论文ni中描述了认知 无线电如何通过一种“无线电知识表示语言（RKRL）”的新语言提高个人无线业务的灵活性，随后在2000年瑞典皇家科学院举行的博士论文答辩中详细探讨了这一理论气
认知无线电也被称为智能无线电，从广义上来说是指无线终端具备足够的智能或者认知能力，通过对周围无线环境的历 史和当前状况进行检测、分析、学习、推理和规划，利用相应结果调整自己的传输参数，使用最适合的无线资源（包括频率、调制方式、发射功率等）完成无线传输。认知无线电能够帮助用户自 动选择最好的、最廉价的服务进行无线传输，甚至能够根据现有的或者即将获得的无线资源延迟或主动发起传送。由定义可以看出，认知无线电的一个最大优势就是无线用户可以通过该技术实现“频谱共享”。目前大多数频谱已经被划分给不同的许可持有者（又称为首要用户），包括移动通信、应急通信、广播电视等。但是随着用户需求的增长，简单地通过开发新的无 线接人技术和使用新的频点已经无法充分满足市场需求。
近年来，很多学者通过监测分析当前无线频谱使用状况发现，虽然大部分频谱已经被分配给不同的用户，但是在相同时间、相同地点频谱的使用却非常有限。常常是大部分频点未被使用，而某些热点频率又处于超负荷运行。
认知无线电技术可根据周围环境的变化动态地进行频率的选择，而频率的改变通常需要上层协议如路由协议等进行相应调整。
除上述技术外，关于认知无线电系统的安全、可靠链路的维护以及定价策略、机器学习技术、功率控 制技术、数字波束形成（DBF）技术、自适应调制解调技术、软件无线电升级技术、信道估计技术、数字信号处理等也是需要深入研究的关键技术。
实际上，认知无线电技术是对频谱资源从时间、空间和频率等多维度的重复利用和共享。认知无线电在特定频段上进行探 测，如果发现该频段当前未被使用，可以在不影响首要用户的前提下使用该频段。如果该频段的首要用户恢复无线传输，那么认知无线电设备就跳转到其他频段或者通过改变传输功率、调制方式等手段来避免对首要用户产生干扰。
从认知无线电的概念我们可以看到，与传统的以发射机为中心的设计思想所不同，认知无线电是以接收机为中心的以目标为驱动的框架；与传统的通信系统结构不同的是，仅仅实现底层的功能是远远不够的，如果要确保大量认知无线电设备正常工作必然要涉及到更高层次的协议设计
认知无线电是在软件无线电的基础上提出的智能化无线通信技术，它展现了一种全新的频谱管理模式，并将自身与外部环境智能匹配，为从根本上解决日益增长的无线通信需求与有限的无线频谱资源之间的矛盾开辟了一条行之有效的解决途径，并给无线通信带来了新的发展空间，同时也有力促进了 软件无线电的更快发展。
认知无线电是无线电技术发展的下一个里程碑，该技术的 应用会带来历史性的变革。对于频谱管制者而言，该技术可以大大提高可用频谱数量，提高频谱利用率，有效利用资源；对于频谱持有者而言，可以在不受干扰的前提下开发二级频谱市场，在相同频段上提供不同的服务，该技术可以为设备厂商带来更多的机会，具备认知无线电功能的设备将更具竞争力；对终端用户而言，可以带来更多带宽，在认知无线电技术成熟后，用户则可以享受到单个无线电终端接人多种无线网络的优势。
认知无线电技术的发展目前还存在一些障碍，目前频谱管制政策尚没有完全放开，认知无线电技术的应 用还存在很大障碍；认知无线电的灵活性还需要不断提高，必须能够随着应用策略的更改灵活配置；认知无线电技术需要强大的可重配置硬件平台，目前的硬件技术发展还满足不了相关需求；另外认知无线电组网工作的语言和协议目前很不完善，需要开发专门语言和协议在设备之间共享无线背景信息。
作为无线通信领域的最新进展，认知无线电技术受到日益关注，虽然由于技术的限制，认知无线电近几年内市场不会很大，但在不久的将来将会获得得突破性的进展，为无线电资源管理和无线接人市场带来新的发展契机和动力。
参考文献
[1]唐鹏，鲁东旭.无线通信中DSP河软件无线电技术的应用[J].通信技术.2010，43（06）.
[2]尤文坚，黄欣，刘桂英.认知无线电的相关技术研宄[J].通信技术，2008，41（12）.
[3]陈东，李建东，李维英.认知无线电与WLAN的融合技术[J]・中兴通讯技术，2007（3）.
[4]杨小牛，楼才义，徐建良.软件无线电原理与应用[M].北京：电子工业出版社，2001.
[5]栗苹，赵国庆，杨小牛等.信息对抗技术[M].北京：清华大学出版社，2007.
无线电技术论文范文第5篇
【关键词】认知无线电 软件无线电 频谱资源
一、引言
随着无线通信技术的发展与无线通信业务范围的不断扩大，我们可以利用的频谱资源越来越少[1]。无线频谱作为一种可以为我们生活带来便利的宝贵资源，如何提高其利用效率是制约无线通信发展的一大难题。近年来人们越来越关注频谱资源的再利用技术。认知无线电（CR）技术是对软件无线电（SDR）功能的特殊拓展，有效解决了频谱资源无法高效利用这个制约无线通信发展的难题。
二、认知无线电技术概述
（一）认知无线电技术的概念。Joseph Mitola于1999年首先提出了认知无线电这一概念，在学术论文中对CR理论进行了描述，并在论文答辩过程中对该理论进行了详细阐述[2]。从广义上来看认知无线电的终端具有一定的认知能力，可以对所处的环境进行检测、分析和判断推理，并利用获取的结果进行传输参数调整，然后制定最佳的无线传输方案，该技术也可以称作智能无线电技术。CR技术可以自动为用户选择最佳的无线传输路径，也可以根据现有的情况主动发送信息或者延迟传输。
（二）认知无线电技术的主要特点1.认知的特点。CR可以在所处的工作环境中监测和感知信息，以特定的时间和空间为界，将部分没有被应用的频谱资源做上标记，进一步选择最佳的工作参数和频谱，这就是其认知的特点。CR认知的过程中可以分为感知、分析和判定频谱这三个部分。2.重构的特点。CR设备在所处的工作环境中可以进行动态编程，并且这些设备在收发数据过程中可以使用不一样的传输技术，在不影响授权用户使用的前提下，将感知到的空闲频谱提供给可靠的用户，这就是其重构的特点。如果频段已经被授权用户占用，CR可以运用一定的方式转换到其它空闲频段，或者通过改变调制和发射频率的方法继续使用该频段，并保障不影响首发用户的正常使用。
三、认知无线电技术的主要功能
目前CR技术的发展时间还不是很长，该技术的部分功能还没有完全实现，由Mitola 提出的认知循环还没有得到完全的应用。在设计和实现CR总体框架过程中，使用的组织架构不同其中的具体内容也有所区别。从整体意义上来说，CR系统应该具有检测、分析、调整等基本功能。
1.检测。CR由于所处的环境较为特殊，应该具备无线频谱检测的能力，并在可以应用的频段范围内全方位地进行精确检测，进一步发现可以利用的频谱资源。在这种情况下CR设备应该快速找出授权用户，并随时检测授权用户的活动情况，避免分配频谱过程中对授权用户造成干扰。2.分析。CR的分析内容有网络状态、设备性能和外部数据等，也包括对用户需求等相关数据分析。在设备检测到信息后通过分析对相关数据进行初步处理。在获取频段信息后对频点位置、用户位置和发射时间等进行分析，并研究信号通道状况、传输性能等对首发用户带来的干扰等，分析内容也有信息传输时间和带宽等。3.调整。CR设备完成检测和分析之后，根据相关的分析结果对功率控制、编解器和调制技术等进行选择和调整，并确定具体的发射时机和频点，以此保障传输过程的通畅。要完成这个过程CR设备必须有较高的性能，可以自由在不同传输方案之间进行转换，遇到突发状况能够及时停止，并在不影响授权用户的前提下提高传输效率。
四、认知无线电技术的实现方法
（一）灵敏度高的接收器。在使用CR之前应该评估其频谱功率密度，找出正在使用的频点[3]。在测量和评估频谱功率过程中需要用到灵敏度较高的接收器，以保障可以测量到区域边缘的信号。如某小区边缘有一台数字电视机，该电视机在接收信号过程中的灵敏度就接近接收器灵敏度的最大值，而CR要想检测到这一信号其灵敏度就需要大于数字电视机的灵敏度。如果CR接收不到这一信号，可能会错误地将该频点判定为空闲，进而在分配频谱过程中对数字电视带来干扰。该技术也涉及到对授权用户状态的检测和定位等，属于频谱资源检测中的重要设备。
（二）智能处理系统。CR设备根据检测结果对无线传输情况和传输带宽选择等进行分析评估，并确定多个技术参数的重要基础就是智能处理系统。当频谱被确定之后CR需要根据授权用户的干扰限值，进一步计算自身的传输参数。干扰强度可以通过授权用户的信号带宽和传输距离这两个因素确定，通过信号带宽可以得出扰装置的噪声门限，而扰装置接收到CR信号的强度可以通过距离确定。但这种分析方法较为简单，可以让CR首先对授权用户的数据传输速率和信号类型进行初步设别，根据这些额外的数据就可以得出扰装置的准确灵敏度数值。
（三）可重复配置的CR设备。CR设备主要根据可用频谱资源和干扰强度等数据的分析，对无线电的功率和各种技术参数进行调整，以此保障不影响授权用户的情况下提高信号传输效率。CR设备具有较宽的工作频带，在选择传输参数和传输方案过程中可以运用多种方法，并且可以实现快速切换，具有可重复配置和性能高的特点。CR可以看做是SDR在检测功能等方面的拓展，从CR的发展趋势来看，未来绝大部分CR设备可能都是以SDR为基础的，而SDR也将是CR技术的一种有效实现方法。
五、结语
认知无线电技术是无线通信领域中的一项全新技术，越来越受到人们的重视。虽然目前CR技术在发展过程中还存在一些限制，但相信随着无线电通信技术的不断进步，必将为认知无线电技术提供广阔的发展前景。
参考文献：
[1]李波，刘勤，李维英.认知无线电技术[J].中兴通讯技术，2010（02）.
[2]乔晓强，赵杭生，陈勇.认知无线电与频谱管理[J].军事通信技术吗，2011（01）.
[3]张爱清，叶新荣，丁绪星.认知无线电中的频谱管理技术[J].移动通信，2011（06）.
作者简介：
无线电技术论文范文第6篇
中图分类号：TP393 文献标志码：A 文章编号：1009-6868 （2014） 01-0063-04
1 智能无线电背景及发展
现状
软件无线电（SDR）和认知无线电（CR），是目前智能无线电技术技术讨论的主要热点。随着SDR和CR的深入研究，人们已经意识到其潜在能力不仅停留在最初要解决的问题上，还可以具有超出通信领域更广泛、更强大的应用。第1节从智能无线电技术需要解决的问题入手，介绍了SDR和CR概念的由来、关键技术概述以及应用情况，并讨论了SDR和CR的关系。
1.1 无线通信中的两个问题
随着通信技术的发展，出现了越来越多的信号形式和各种各样的无线通信系统及标准，通信行业出现了空前的繁华。伴随着这些系统和标准发展也出现了两大问题，针对这两个问题智能无线电技术被提出并得到了广泛探讨。
不同通信系统间的协同工作、无缝连接、多标准及多模式兼容成为了一大难题。例如，在大规模普及的无线移动通信中，随着各种新标准、新协议的不断，无线系统制造商和通信服务提供商不得不通过系统升级，融入先进的技术，不断为用户提供高质量的通信服务。但是，从1G到4G的发展过程中，暴露出一些体制升级带来的严重问题。对系统的反复重新设计和硬件的不断更新换代，不仅消耗昂贵的成本，而且浪费了很多资源，同时给终端用户也带来诸多不便。为此，越来越多的服务提供商和用户都开始关注能经得起时间考验的无线通信系统，而不是像现在的系统（随着技术的发展，不断地面临被淘汰、废弃的尴尬境地）。当然，这些问题并非仅存在于移动通信中，而是一直普遍存在于各类通信形式中。在这样的背景下，人们在无线通信系统设计中提出了一种经得起时间考验的系统设计方法——软件无线电。
无线通信中的另一个重要问题是频谱资源的有效利用率低。目前对于频谱资源管理，国际上采用的通用做法是实行授权和非授权频率管理体制，对于授权频段，非授权者不得随意使用。美国联邦通信委员会（FCC）的研究表明，在大部分时间和地区，授权频段的平均利用率在15～85%之间。另一方面，开放使用的非授权频段占整个频谱资源的很小一部分，而在该频段上的用户却很多，业务量拥挤，无线电频段已基本趋于饱和。静态的频谱分配原则导致频谱资源利用极不均衡。显然，真正的问题不是频谱资源的匮乏，而是我们目前采用的固定频谱分配制度，该制度是一种频谱利用率极其低下的分配制度。如何对不可再生的频谱资源合理再利用并实现频谱共享，已成为目前全球性的研究热点。为解决频谱资源的有效利用问题，基于软件无线电的认知无线电应运而生了。
1.2 软件无线电
软件无线电提供了一种建立多模式、多频段、多功能无线设备的有效而且相当经济的解决方案，可以通过软件升级实现功能提高。软件无线电可以使整个系统（包括用户终端和网络）采用动态的软件编程对设备特性进行重配置，也就是说相同的硬件可以通过软件定义来完成不同的功能[1-3]。
人们逐渐认识到SDR的潜力并非仅局限于通信领域，它也可应用在无线电工程的其他相关领域，如雷达、电子战、导航、广播电视、测控等。而软件无线电论坛对软件无线电的定义更加全面、系统，它强调了软件无线电是一种新型的体系结构，是一种解决方案，同时强调通过动态的软件编程可以对相同的硬件进行重构，使之完成不同的功能等思想。SDR的第3种定义，已经超出了通信领域，它讨论的是现代无线电工程。相比一个无线电系统，SDR更像是一种设计方法和设计理念。第3种定义强调平台硬件结构简单化，便于重构和升级的构件化功能软件[4]。
从上述讨论中，我们对软件无线电的特点有了一定的认识，其具体特点可以概况为：天线智能化、前端宽带化、硬件通用化、功能软件化和软件构件化。简单地说，具备这些特点的软件无线电在其系统硬件无需变更的情况下，可以在不同的时候根据需要通过软件加载来完成不同的功能。图1给出了软件无线体系框架。
对于软件无线电，人们关注最多的是它的组成结构、硬件实现、技术可行性等，一开始很少有人关心软件无线电的理论支撑，因此造成从事软件无线的相关新人无法客观地认识软件无线体系。图1给出了软件无线电体系框架，比较系统地描述SDR体系，包括软件无线电的理论体系、软件无线电的技术体系以及软件无线电的应用体系。目前软件无线电的理论、软件算法及应用等并不局限于图1里提及的。图2给出了一种实际的SDR体系，它是一种全球微波互联接入（WiMAX）网络中的实际SDR架构[5]。
软件无线的应用较为广泛。软件无线电的概念虽然是从通信领域提出的，但这一概念一经提出就得到了包括通信、雷达、电子战、导航、测控、卫星载荷以及民用广播电视等整个无线电工程领域的广泛关注，已成为无线电工程领域具有广泛适用性的现代方法。经过近20年的推广和全世界范围的深入研究，软件无线电概念不仅得到了普遍认可，而且已获得广泛应用。尤其是近几年，软件无线电的发展势头更猛，已遍布到无线电工程的每一个角落：从3G到4G，从美军的多频段多模式电台（MBMMR）到联合战术无线电系统（JTRS）都是以软件无线电概念进行设计、开发的，甚至就连完成单一功能的全球定位系统（GPS）也要进行软件化设计[6]，以适应未来导航技术的发展需要。
1.3 智能化软件无线电
——认知无线电
认知无线电概念最早是由瑞典Joseph Mitola博士于1999年8月提出的[7]，是对软件无线电功能的进一步扩展。Joseph Mitola博士提出认知无线电的概念，最初的主要目的是想解决前面提到的频谱资源的有效利用问题。
认知无线电是一种具有频谱感知能力的智能化软件无线电，它可以自动感知周围的电磁环境，通过无线电知识描述语言（RKRL）与通信网络进行智能交流，寻找“频谱空穴”，并通过通信协议和算法将通信双方的信号参数（包括通信频率、发射功率、调制方式、带宽等）实时地调整到最佳状态，使通信系统的无线电参数不仅与规则相适应，而且能与环境相匹配，并且无论何时何地都能达到通信系统的高可靠性以及频谱利用的高效性。
认知无线电的架构设计原则是将SDR、传感器、感知和自主机器学习（AML）融合在一起，利用在射频（RF）端和用户域中的观察（传感、感知）、导向、规划、决策、行动和学习（OOPDAL环）能力，来提供更好的信息质量（QoI）[8]，并且利用SDR、传感器、感知和AML集成在一起创造意识、自适应和认知无线电，在射频和用户域完成从简单的感知或自适应变换为确定的认知无线电。图3给出了理想认知无线电功能组件架构，包括了SDR单元和相关认知单元[9]。认知无线电架构在计算智能和学习能力上提升了软件无线电。
图4给出了最简单的由意识与自适应迈向认知无线电的节点结构，便于读者从功能特性上来认识认知无线电。该节点结构包括了6种功能单元。
6种认知无线电架构（CRA）功能单元分别是：
·用户传感感知（USER SP）接口，包括触觉、听觉和视觉感觉与感知功能。
·本地环境传感器，包括位置、温度、加速计、指南针等。
·系统应用，例如玩网游等独立于媒体的服务。
·SDR功能，包括射频感知和SDR无线应用。
·认知功能，用于系统控制的符号训练、计划和学习。
·本地效应器功能，包括语音合成、文本、图形和多媒体显示。
认知无线电的主要特点是它的重构能力，它不仅要完成最主要的通信功能，同时还需要具备包括信道搜索与信号分析在内的电子侦察的功能。认知无线电的体系结构[10]如图5所示。
频谱分析主要完成对“频谱空穴”的分析，如“空穴”所占的带宽、“空穴”的干扰或噪声电平、“空穴”的时间分布特性等。另外，频谱分析还需完成对新信号的调制识别、信号参数测量等，以便进行后续的解调解码和协议分析。
频谱决策是指在完成频谱扫描和频谱分析的基础上，确定通信载频、通信体制、通信参数和发射电平。
频谱监视是指双方在建立通信后，对该通信信道所进行的“在线”检测，一旦发现有“干扰”信号存在（该干扰可能是授权用户信号，也可能是无意或有意的干扰信号），立即进行“频谱搬移”，主动让出该信道，并寻找新的“频谱空穴”建立通信。
链路建立是指在完成频谱决策后，根据所确定的载频、电平、体制等信号参数以及链路建立协议，通过波形产生模块并且快速形成链路建立信号，同时主动发向对方，并等待对方的回执。
调制发射主要完成信号产生功能，它借助可重构软件无线电平台，通过加载软件可以产生所需要的各种通信信号。
接收解调主要完成对通信信号的接收和解调，它借助可重构软件无线电平台，通过加载软件可以对各种通信信号进行解调处理。
协议分析主要完成对链路建立信号解调比特流的分析，并根据预先约定的通信协议进行特征码、信息字段的提取，以确定通信对象（包括所在的地理位置信息）、通信体制、通信频率等信息，并按要求向对方发送链路建立回执。
认知协议是认知无线电的核心，它是认知无线电具有“认知”能力的重要保证。认知协议完成感知信息交换，即将收发两方的“频谱空穴”信息互相传递，解决了己方不清楚对方“频谱空穴”的问题。
由上述分析可知，认知无线电不仅具有通信功能，而且还需具备频谱探测能力，具有多功能特征，但其功能实现还需要借助于软件无线电来实现。
1.4 SDR和CR的关系
认知无线电的主要特点之一就是自适应性，即根据无线通信环境、用户所在位置、网络条件、地理位置等信息的变化来改变通信参数（包括频率、功率、调制方式、带宽等）。这种动态加载性，正是SDR具备的能力，由于不使用特定功能的模拟电路和器件，SDR能够提供一种灵活的无线通信功能。由此看来，认知无线电的一种良好的实现方式就是围绕SDR来进行设计，也就是说，SDR技术可以认为是CR技术实现的基础内核。正如Joseph Mitola博士所说，CR是对SDR功能的进一步扩展，可以理解为CR能够根据所处环境和地理位置以及内部状态，能自行调整其运行的功能应用来达到定制目标的SDR。
CR的模型可能存在多种，从功能上简单划分，可以分成四大模块：认知模块、上层功能模块、内部和外部感知模块、软件定义无线电模块，如图6所示。
认知模块根据输入参数的变化来控制SDR，这些参数是从无线环境、用户内容和网络学习（感知）中获得；认知模块对无线电硬件的性能和硬件设备可以认知，可以知道无线通信参数。SDR模块就是基于软件的数字信号处理组件（如GPP/DSP/FPGA等可编程器件）和软件可调射频组件（如电子可调滤波器）。由于SDR支持多种标准（如GSM/EDGE/WCDMA/CDMA2000/Wi-Fi、WiMAX），同时支持多种接入技术（如TDMA/CDMA/OFDMA/SDMA），并且支持宽频带不同带宽的工作方式，其应用非常灵活。
将SDR和CR相比较，我们会发现：SDR关注的是采用软件方式实现无线电系统信号的处理，而CR强调的是无线系统能够感知操作环境的变化，并据此调整系统工作参数，实现最佳适配。从这个意义上讲，CR是更高层的概念，不仅包括信号处理，还包括根据相应的任务、政策、规则和目标进行推理和规划的高层活动。所以，认知无线电是智能化的软件无线电。
目前，软件无线电仍未得到完全发展，对于软件无线电平台的开发，对软件无线电应用以及认知无线电的开发都具有重要意义。在第2讲中我们将重点介绍CR技术的基础核心SDR的架构，以期对相关软件无线电和认知无线电预研人员或正在跟踪项目的开发人员提供技术信息支持。（待续）
参考文献
[1] Mitola J. Software radio： Survey， critical evaluation and future directions [J]. Aerospace and Electronic Systems Magazine， IEEE， 1992， 04： 25-36. doi： 10.1109/62.210638.
[2] Lacky R J， Upmal D W. Speakeasy： The military software radio [J]. IEEE Communication Magazine， 1995，03： 56-61. doi： 10.1109/35.392998.
[3] 向新， 等. 软件无线电原理与技术[M]. 西安： 西安电子科技大学出版社， 2008.
[4] 杨小牛， 娄才义， 徐建良. 软件无线电技术与应用[M]. 北京： 北京理工大学， 2010.
[5] Retnsothie F.E.， Ozdemir. M. K.， Yucek T.， Zhang J.， Celebi H.， Muththhaiah R.. Wireless IPTV over WiMAX： Challenges and Applications[C]//IEEE Wireless and Microwave Technology Conference， Clearwater Beach， FL. 2006： 1-5. doi： 10.1109//WAMICON.2006.351905.
[6] Kolodzy P. Spectrum Policy Task Force： Findings and Recommendations[C]//International Symposium on Advanced Radio Technologies （ISART）， Colorado， USA， 2003.
[7] Mitola J. Cognitive radio： An integrated agent architecture for software defined radio[D]. Sweden： Royal Inst. Technol.（KTH）， 2000.
[8] Joseph Mitola III. 认知无线电架构无线XML的工程基础[M]. 任品毅， 尹稳山译. 西安： 西安交通大学出版社， 2010：113-115.
[9] Huseyin Arslan. 认知无线电、软件定义无线电和自适应无线系统[M]. 任品毅， 吴广恩译. 西安： 西安交通大学出版社， 2010： 48-51.
[10] 杨小牛. 从软件无线电到认知无线电走向终极无线电——无线通信发展展望[J]. 中国电子科学研究院学报， 2008， 3（1）： 1-7.
作者简介
宋腾辉，哈尔滨工程大学信息与通信工程学院电子与通信工程专业在读硕士研究生；研究方向为宽带通信系统设计与信息处理。
窦峥，哈尔滨工程大学信息与通信工程学院副教授、博士生导师，工学博士后；研究方向为宽带通信系统，高速数字信号处理，基于软件无线电的智能通信系统及一体化平台设计、超宽带通信信号处理等；目前主要承担国家自然科学基金、国防基础研究重点项目等8项项目工作；发表学术论文30余篇，其中SCI、EI检索共20篇。
无线电技术论文范文第7篇
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。
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)
[5]江莹,杨震.认知无线电的几种频谱感知方法研究[J].科技资讯,2007,(10)
无线电技术论文范文第8篇
关键词：认知无线电；无线通讯；技术探讨
二十一世纪以来，人们对无线通讯的需求越来越大，要求越来越高，无线频谱空间的占用也越来越多，使得可用频谱越来越少。在这样的大背景下，如何将有限的频谱发挥出最大的功效成为了无线通讯技术领域的一个热点话题。随着研究的深入，美国联邦通信委员会研究指出，频谱的利用存在很不平衡的情况，一些非授权频段占用拥挤，而有些授权频段则经常空闲，3GHz以下频段的平均频谱利用率仅为5.2%[1]。基于此种发现，众多的专家、学者将目光聚焦到了不可再生的频谱资源实现再利用的频谱共享技术上，认知无线电随之进入了公众视野。
一、认知无线电的定义
认知无线电这一概念始于1999年，美国Joseph Mitola博士首先提出，他指出认知无线电即通过一种“无线电知识表示语言”的新语言提高个人无线业务的灵活性， 随后在2000 年瑞典皇家科学院举行的博士论文答辩中，Joseph Mitola对此进行了深入的探讨[2]。在Joseph Mitola博士研究的基础上，美国联邦通信委员会也对认知无线电进行了定义，指出认知无线电是一种可通过与其运行环境交互而改变其发射机参数的无线电，这种定义在当前得到了较为广泛的认可。综合看来，笔者认为认知无线电是一种能够依靠人工智能的支持，感知无线通信环境，根据一定的学习和决策算法，实时、自适应地改变系统工作参数，动态地检测和有效地利用空闲频谱的无线电。
二、认知无线电的功能
认知无线电的研究尚属起步阶段，其功能亦等待我们去发现。从目前的研究来看，认知无线电具有检测、分析和重构三大功能[3]。
一是检测功能。认知无线电必须具备精确的无线频谱检测能力，必须在可使用的全频段范围内多维度进行频谱检测，从而发现可使用的频段。由于是免许可使用，认知无线电必须具备迅速发现主用户的能力，在工作过程中时刻检测主用户是否处于活动状态，从而确保不对其产生干扰。
二是分析功能。分析包括对自身性能、网络内部状态、外部相关数据和用户自身需求等相关知识的分析。如果说检测是信息的获取，那么分析就是对相关信息的初步处理。认知无线电设备通过所获取的频谱检测结果分析主用户的位置、使用的频点和发射时间，同时分析可用频点位置、可用带宽、信道状况、自身传输可能会对其他用户产生的影响以及完成业务传输所需的带宽和时间等。
三是重构功能。重构能力使得认知无线电设备可以根据无线环境动态编程，从而允许认知无线电设备采用不同的无线传输技术收发数据。在不对频谱授权用户产生有害干扰的前提下，利用授权系统的空闲频谱提供可靠的通信服务，这是重构的核心思想。当该频段被授权用户使用时，认知无线电有两种应对方式：切换到其它空闲频段进行通信和继续使用该频段，但改变发射功率或者调制方案，以避免对授权用户造成有害干扰。
三、认知无线电运用的关键技术
认知无线电要得到有效运用，就必须解决好频谱资源匮乏和目前固定分配频谱利用率较低的问题，以下技术研究就显得尤为重要。
一是频谱分配技术。频谱分配是指根据需要接入系统的节点数目及其服务要求将频谱分配给一个或多个指定节点，是认知无线电实现有效运用的前提与核心。频谱分配策略的选择直接决定系统容量、频谱利用率以及能否满足用户因不同业务而不断变化的需求。频谱分配技术按分配方式可以分为一般分为静态频谱分配、动态频谱分配和混合式频谱分配，按网络结构分类可分为集中式频谱分配和分布式频谱分配，按合作方式分类可分为合作式频谱分配与非合作式频谱分配。无论是哪种分配方式，在进行分配时都必须坚持灵活性原则、系统性原则、减小信令开销和计算量原则，在此基础上设计认知无线电频谱分配模型。
二是感知位置技术。无线电信号会受到地理环境的影响，不同的地理空间对与无线电信号的影响各异。室内与室外、市区与乡村、山区与平原相比，室外、乡村和平原就更有利于无线电信号的传输。认知无线电与全球定位系统、地理信息系统结合，通过自我学习的方法，能够识别出自身所处的地理位置，进而能根据地理环境选择合适的发送频率、调制方式等参数，这对认知无线电功能的实现有着重要的作用。
三是功率控制技术。认知无线电技术必须有效控制功率，这样才能使主用户不受干扰，实现频谱共享。在研究功率控制问题时，有两种方法值得我们去尝试。一种是将测量到的主用户接收机信号的本地信噪比近似为认知用户与主用户间的距离，从而相应地调整认知用户的发射功率。另一种即采用两用户重复对策理论建模，借助遗传算法来搜索策略空间。这些方法可实现在保证主用户不受有害干扰的前提下增加认知用户的发送功率。
除了上述三大技术外，物理层安全技术、链路保持技术、动态频谱管理技术等亦有待于我们进一步去研究探索，进而促进认知无线电技术发挥出更大的功效。
参考文献
[1]郭彩丽，张天魁，曾志民，等.认知无线电关键技术及应用的研究现状[J].电信科学，2006（8）：50- 55.
[2]Mitola J. Cognitive radio： an integrated agent architecture for softwaredefined radio.In： Doctor of Technology，Royal Inst Technol （KTH），Stockholm，Sweden，2000.
[3]毕志明，匡镜明，王华.认知无线电技术的研究及发展[J].电信科学，2006（7）：56-60.
作者简介：
沈钻杨（1990-），男，四川成都人，西华师范大学电子信息与工程学院2014级硕士研究生，主要从事无线电研究。
无线电技术论文范文第9篇
第四代移动通信技术的概念可称为宽带接入和分布网络，具有非对称的超过2Mbit/s的数据传输能力。它包括宽带无线固定接入、宽带无线局域网、移动宽带系统和交互式广播网络。第四代移动通信标准比第三代标准拥有更多的功能。第四代移动通信可以在不同的固定、无线平台和跨越不同的频带的网络中提供无线服务，可以在任何地方用宽带接入互联网（包括卫星通信和平流层通信），能够提供定位定时、数据采集、远程控制等综合功能。此外，第四代移动通信系统是集成多功能的宽带移动通信系统，是宽带接入IP系统。目前正在开发和研制中的4G通信将具有以下特征：
（一）通信速度更快
由于人们研究4G通信的最初目的就是提高蜂窝电话和其他移动装置无线访问Internet的速率，因此4G通信的特征莫过于它具有更快的无线通信速度。专家预估，第四代移动通信系统的速度可达到10-20Mbit/s，最高可以达到100Mbit/s。
（二）网络频谱更宽
要想使4G通信达到100Mbit/s的传输速度，通信运营商必须在3G通信网络的基础上对其进行大幅度的改造，以便使4G网络在通信带宽上比3G网络的带宽高出许多。据研究，每个4G信道将占有100MHz的频谱，相当于W-CDMA3G网络的20倍。
（三）多种业务的完整融合
个人通信、信息系统、广播、娱乐等业务无缝连接为一个整体，满足用户的各种需求。4G应能集成不同模式的无线通信——从无线局域网和蓝牙等室内网络、蜂窝信号、广播电视到卫星通信，移动用户可以自由地从一个标准漫游到另一个标准。各种业务应用、各种系统平台间的互联更便捷、安全，面向不同用户要求，更富有个性化。而且4G手机从外观和式样上看将有更惊人的突破，可以想象的是，眼镜、手表、化妆盒、旅游鞋都有可能成为4G终端。
（四）智能性能更高
第四代移动通信的智能性更高，不仅表现在4G通信的终端设备的设计和操作具有智能化，更重要的是4G手机可以实现许多难以想象的功能。例如，4G手机将能根据环境、时间以及其他因素来适时提醒手机的主人。
（五）兼容性能更平滑
要使4G通信尽快地被人们接受，还应该考虑到让更多的用户在投资最少的情况下轻易地过渡到4G通信。因此，从这个角度来看，4G通信系统应当具备全球漫游、接口开放、能跟多种网络互联、终端多样化以及能从2G、3G平稳过渡等特点。
（六）实现更高质量的多媒体通信
4G通信提供的无线多媒体通信服务将包括语音、数据、影像等，大量信息透过宽频的信道传送出去，为此4G也称为“多媒体移动通信”。
（七）通信费用更加便宜
由于4G通信不仅解决了与3G的兼容性问题，让更多的现有通信用户能轻易地升级到4G通信，而且4G通信引入了许多尖端通信技术，因此，相对其他技术来说，4G通信部署起来就容易、迅速得多。同时在建设4G通信网络系统时，通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，这样就能够有效地降低运营成本。
二、4G移动通信的接入系统
4G移动通信接入系统的显著特点是，智能化多模式终端（multi-modeterminal）基于公共平台，通过各种接技术，在各种网络系统（平台）之间实现无缝连接和协作。在4G移动通信中，各种专门的接入系统都基于一个公共平台，相互协作，以最优化的方式工作，来满足不同用户的通信需求。当多模式终端接入系统时，网络会自适应分配频带、给出最优化路由，以达到最佳通信效果。目前，4G移动通信的主要接入技术有：无线蜂窝移动通信系统（例如2G、3G）；无绳系统（如DECT）；短距离连接系统（如蓝牙）；WLAN系统；固定无线接入系统；卫星系统；平流层通信（STS）；广播电视接入系统（如DAB、DVB-T、CATV）。随着技术发展和市场需求变化，新的接入技术将不断出现。
不同类型的接入技术针对不同业务而设计，因此，我们根据接入技术的适用领域、移动小区半径和工作环境，对接入技术进行分层。
分配层：主要由平流层通信、卫星通信和广播电视通信组成，服务范围覆盖面积大。
蜂窝层：主要由2G、3G通信系统组成，服务范围覆盖面积较大。
热点小区层：主要由WLAN网络组成，服务范围集中在校园、社区、会议中心等，移动通信能力很有限。
个人网络层：主要应用于家庭、办公室等场所，服务范围覆盖面积很小。移动通信能力有限，但可通过网络接入系统连接其他网络层。
固定网络层：主要指双绞线、同轴电缆、光纤组成的固定通信系统。
网络接入系统在整个移动网络中处于十分重要的位置。未来的接入系统将主要在以下三个方面进行技术革新和突破：为最大限度开发利用有限的频率资源，在接入系统的物理层，优化调制、信道编码和信号传输技术，提高信号处理算法、信号检测和数据压缩技术，并在频谱共享和新型天线方面做进一步研究。为提高网络性能，在接入系统的高层协议方面，研究网络自我优化和自动重构技术，动态频谱分配和资源分配技术，网络管理和不同接入系统间协作。提高和扩展IP技术在移动网络中的应用；加强软件无线电技术；优化无线电传输技术，如支持实时和非实时业务、无缝连接和网络安全。
三、4G移动通信系统中的关键技术
（一）定位技术
定位是指移动终端位置的测量方法和计算方法。它主要分为基于移动终端定位、基于移动网络定位或者混合定位三种方式。在4G移动通信系统中，移动终端可能在不同系统（平台）间进行移动通信。因此，对移动终端的定位和跟踪，是实现移动终端在不同系统（平台）间无缝连接和系统中高速率和高质量的移动通信的前提和保障。二）切换技术
切换技术适用于移动终端在不同移动小区之间、不同频率之间通信或者信号降低信道选择等情况。切换技术是未来移动终端在众多通信系统、移动小区之间建立可靠移动通信的基础和重要技术。它主要有软切换和硬切换。在4G通信系统中，切换技术的适用范围更为广泛，并朝着软切换和硬切换相结合的方向发展。
（三）软件无线电技术
在4G移动通信系统中，软件将会变得非常繁杂。为此，专家们提议引入软件无线电技术，将其作为从第二代移动通信通向第三代和第四代移动通信的桥梁。软件无线电技术能够将模拟信号的数字化过程尽可能地接近天线，即将A/D和D/A转换器尽可能地靠近RF前端，利用DSP进行信道分离、调制解调和信道编译码等工作。它旨在建立一个无线电通信平台，在平台上运行各种软件系统，以实现多通路、多层次和多模式的无线通信。因此，应用软件无线电技术，一个移动终端，就可以实现在不同系统和平台之间，畅通无阻的使用。目前比较成熟的软件无线电技术有参数控制软件无线电系统。
（四）智能天线技术
智能天线具有抑制信号干扰、自动跟踪以及数字波束调节等智能功能，能满足数据中心、移动IP网络的性能要求。智能天线成形波束能在空间域内抑制交互干扰，增强特殊范围内想要的信号，这种技术既能改善信号质量又能增加传输容量。
（五）交互干扰抑制和多用户识别
待开发的交互干扰抑制和多用户识别技术应成为4G的组成部分，它们以交互干扰抑制的方式引入到基站和移动电话系统，消除不必要的邻近和共信道用户的交互干扰，确保接收机的高质量接收信号。这种组合将满足更大用户容量的需求，还能增加覆盖范围。交互干扰抑制和多用户识别两种技术的组合将大大减少网络基础设施的部署，确保业务质量的改善。
（六）新的调制和信号传输技术
在高频段进行高速移动通信，将面临严重的选频衰落（frequency-selectivefading）。为提高信号性能，研究和发展智能调制和解调技术，来有效抑制这种衰落。例如正交频分复用技术（OFDM）、自适应均衡器等。另一方面，采用TPC、Rake扩频接收、跳频、FEC（如AQR和Turbo编码）等技术，来获取更好的信号能量噪声比。
四、OFDM技术在4G中的应用
若以技术层面来看，第三代移动通信系统主要是以CDMA为核心技术，第四代移动通信系统技术则以正交频分复用（OrthogonalFreqencyDivisionMultiplexer，OFDM）最受瞩目，特别是有不少专家学者针对OFDM技术在移动通信技术上的应用，提出相关的理论基础。例如无线区域环路（WLL）、数字音讯广播（DAB）等，都将在未来采用OFDM技术，而第四代移动通信系统则计划以OFDM为核心技术，提供增值服务。
在时代交替之际，旧有系统之整合与升级是产业关心的话题，目前大家谈的是GSM如何升级到第三代移动通信系统；而未来则是CDMA如何与OFDM技术相结合。可以预计，CDMA绝对不会在第四代移动通信系统中消失，而是成为其应用技术的一部份，或许未来也会有新的整合技术如OFDM/CDMA产生，前文所提到的数字音讯广播，其实它真正运用的技术是OFDM/FDMA的整合技术，同样是利用两种技术的结合。因此未来以OFDM为核心技术的第四代移动通信系统，也将会结合两项技术的优点，一部份将是以CDMA的延伸技术。
五、结束语
对于现在的人来说，未来的4G通信的确显得很神秘，不少人都认为第四代无线通信网络系统是人类有史以来最复杂的技术系统。总的来说，要顺利、全面地实施4G通信，还将可能遇到一些困难。
首先，人们对未来的4G通信的需求是它的通信传输速度将会得到极大提升，从理论上说最高可达到100Mbit/s，但手机的速度将受到通信系统容量的限制。据有关行家分析，4G手机将很难达到其理论速度。
其次，4G的发展还将面临极大的市场压力。有专家预测，在10年以后，2G的多媒体服务将进入第三个发展阶段，此时覆盖全球的3G网络已经基本建成，全球25%以上的人口使用3G，到那时，整个行业正在消化吸收第三代技术，对于4G技术的接受还需要一个逐步过渡的过程。
因此，在建设4G通信网络系统时，通信运营商们将考虑直接在3G通信网络的基础设施之上，采用逐步引入的方法，使移动通信从3G逐步向4G过渡。
参考文献：
1、谢显忠等.基于TDD的第四代移动通信技术[M].电子工业出版社,2005.
2、宋文涛,罗汉文.移动通信[M].上海交通大学出版社,1996.
3、何林娜.数字移动通信技术[M].机械工业出版社,2004.论文关键词：第四代移动通信（4G）；正交频分复用；多模式终端
无线电技术论文范文第10篇
在北京大学，有一位年轻人，正致力于信息科学的研究，在他心中，这种研究既是时代的需要，也是自身的兴趣所在。他是边凯归，北京大学信息科学技术学院副教授。
行在北大
北京大学，对边凯归来说意义非凡，这里不仅仅是他博士毕业回国后的工作单位，也是他踏上信息科学之路的起点。“2001年，我来到北大计算机系读本科，当初之所以选这个专业，是因为觉得计算机方向未来大有发展。”
本科毕业后，边凯归漂洋过海到美国弗吉尼亚理工大学（VirginiaTech）电子与计算机工程系深造，用5年多时间完成了硕博连读，“在这段期间，我作为研究助理先后参与了导师主持的多项美国国家自然科学基金研究项目，部分研究成果发表在计算机网络领域的国际顶级期刊与会议上，并加入国际无线创新协会安全工作小组，参与起草了软件无线电安全协议SecuringSoftware Reconfigurable CommunicationsTechnology。”2011年，边凯归获得了博士学位，选择回到母校北京大学信息科学技术学院继续科研工作。
数年时间转瞬即过，边凯归在教学科研的工作岗位上兢兢业业，先后主持、参与了多个国家自然科学基金项目，并已发表了多篇学术论文，其中认知无线网络共存机制的基础研究就是其一。
当今世界，随着无线通信技术的飞速发展，无线网络用户所使用的频段变得愈发拥挤。而另一方面，一些其他频段上的“主”用户却不需要全天候地占用这些频段，从而造成了频谱资源的浪费。这些空闲的频段被称作“空白频谱”。
认知无线电技术是一种可以自发地保护主用户、并有效利用空白频谱资源的智能无线电新技术。利用认知无线电技术开发空白频谱大大缓解了无线网络的频谱资源匮乏问题，同时也为新的无线业务和应用提供了发展契机。“近年来，一系列基于认知无线电技术的无线网络新标准应运而生。我们将这些基于认知无线电技术和不同无线标准的网络称为‘异构’认知无线网络。”边凯归说。毫无疑问，异构认知无线网络将成为未来开发和利用空白频谱的主力军。“但是问题又来了，由于无线标准之间的差异，异构认知无线网络之间缺乏有效的沟通和协调的手段，这引起了频谱资源分配不合理的问题，将再度引发频谱资源利用效率低的问题。”
如何在异构认知无线网络之间进行合理的资源分配呢？经过初步研究，边凯归发现利用生态学中的“间接协调”机制以及“物种共存”理论对网络共存问题进行求解，可以巧妙地弥补异构认知无线网络之间直接通信和协作手段的缺失。
根据生态学中的最优觅食理论和物种竞争理论，边凯归设计出适用于异构认知无线网络的最优频段选择算法和资源按需分配算法，分别解决了不同情况下网络间的资源共享问题。这种基于生态学的共存机制可以独立于异构网络之间通信与协调、时钟同步等先决条件，对异构认知无线网络在空白频谱中的应用具有一定的理论指导意义。“为了全面评价这种新型网络共存机制的性能，我将建立一套完整的共存机制性能分析方法与仿真平台，根据理论分析和仿真验证的结果对算法进行反复优化。”边凯归提到。
目前，边凯归正主持着国家自然科学基金项目“物理世界中基于移动感知的信息获取技术研究”。“通过这个研究，我最终想设计出一种轻量级的移动导航系统。”他说。关注学生的“用户体验”
边凯归主持了一门特别的本科生课程目――“职业规划与领导力发展”。“这是一门创新创业类的课程，现在国家大力支持创业创新，教育部规定每个学校都要开展‘双创’课程，但在教育部要求之前，这门课以及北大的《科技创新创业》《创新工程实践》等课程就已经开设若干年了。”
从宏观上讲，创业创新既是中国经济发展的“引擎”，又是改善民生、保障就业的重要“抓手”。而对北京大学的老师们来说，他们所思所虑的不只是自己要在科研上保持创新性，还要将创新的理念传递给学生，培养出更多的创新型人才。
这门课要怎么上？在学院领导和资深教授的帮助下，课程团队进行了精心设计。在这门课程里，除了职业规划的相关知识外，还会讲解中国信息产业创新的现状与未来、创业融资、中国互联网企业的自主创新等案例分析等。而授课的人选，他特别邀请了美国硅谷、以色列的创业导师来担任嘉宾指导学生团队的项目。此外，课程还时常邀请富有职业规划经验，特别是成功创业的人士介绍他们的心路历程和职业发展道路。“教师们将根据他们自己的切身体会，告诉学生什么是创新创业，怎么创新创业，满满都是‘干货’。”
对于创新创业，边凯归有自己独到的见解：“现在并不缺少投资，而是缺好的构想、产品以及领导力。在这个时代，创新创业只要有足够好的产品和构想，世界各地的投资者都会蜂拥而至。”他建议年轻的创业者要把两样东西搞好，第一是核心技术，只有一流的技术才会有一流的产品；在这同时，还要重视自身领导力的培养。“因为领导力就是感染力，感染力则会引导他人成为自己的用户，乔布斯就是个例子。”
边凯归也把这种互联网思维下的“感染力”用在了教学里，把学生看成自己的“用户”，把自己定位为“服务者”。为了提升“用户体验”，边凯归做了诸多的工作，单单在教学课件上，他就下了不少的功夫。“教学课件是教学内容的一个形象直观的表达方式，随着时代的变化，教学课件的内容也必须与时俱进，而不能一成不变，这不利于吸引学生的注意力。”对此，边凯归举了一个例子，“这些年来，社交网络的主要平台在不断更迭，从人人网到微博，到微信，再到基于社交网络平台的内容IP，泛娱乐化的社交直播，基于增强现实（AR）的社交游戏，那么在教授@方面的知识时，教学课件的内容就要随之而变。”
为了把“服务”工作做好，边凯归会去主动了解学生的兴趣点，将它们结合到自己的课程中，来提高自己课程的生动性。“现在的学生都喜欢吴亦凡、李易峰等明星，为了拉近与学生的距离，我也会关注时下流行的资讯，结合这些信息创造一些与课程知识相关的例子、有趣的话题等，从而吸引学生的注意力。”
边凯归认为现在是信息透明的社会，自己应该做一个“信息透明”的老师，所以对于学生的问题，他会有问必答，不加保留。同时，他还很尊重学生的兴趣和选择。“在我的学生中，有些会想创业，而有些会想搞科研，对于他们的选择，我都会很支持，我把自己看成一名服务者。”