發(fā)布時間：2022-05-21 01:02:57
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領(lǐng)域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的無線電技術(shù)論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
在增強現(xiàn)實技術(shù)中，最關(guān)鍵也最多樣的步驟是三維注冊，不同的三維注冊實現(xiàn)方案將產(chǎn)生不同的增強現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用。三維注冊指的是通過計算機圖形學的分析過程，獲得三維空間中具體物體準確的坐標，然后根據(jù)獲得的坐標把計算機生成的虛擬物體拼接到實景空間中去，使得真實環(huán)境和虛擬物體能夠準確地無縫融合。
1.1基于圖像識別的三維注冊通過攝像頭讀取、識別真實對象后，再顯示相關(guān)的信息與圖像，例如通過識別書的封面，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)，進而展示書的出版信息、作者信息和價格等；又例如Fitnect通過識別人體，實現(xiàn)虛擬服裝的試穿。該方案強調(diào)的是虛擬對象與真實對象的結(jié)合，弱化了與環(huán)境的關(guān)系，因此多用于展示與真實對象相關(guān)的信息。而難點在于該方案需要強大的圖像識別技術(shù)，要求硬件擁有強硬的計算能力，因此目前大部分基于該方案的增強現(xiàn)實軟件都僅針對一個類別的物品進行識別（例如圖書、人體等）。
1.2基于標識的三維注冊通過攝像頭識別一個特定的標識，進而在標識上方顯示與標識對應(yīng)的信息與圖像，例如Tissot提供的虛擬試戴手表體驗，試用者需要先在手腕處佩戴印有特殊圖案的紙質(zhì)“手表”（如圖1所示）。該方案優(yōu)點在于虛擬對象定位非常精確且穩(wěn)定，特別是在展示三維圖像時，虛擬對象可以隨著標識的移動而改變、旋轉(zhuǎn)圖像，因此能夠大幅度提高用戶體驗。而缺點在于該方案總需要用戶預(yù)先準備好標識，且通常需要用戶自行打印標識，這在一定程度上提高了用戶的使用成本。
1.3基于GPS定位的三維注冊如今大多數(shù)移動設(shè)備都具備GPS（GlobalPositioningSystem）定位功能，因此當需要展示與地理位置相關(guān)的信息和圖像時，可以獲得設(shè)備當前所在位置和虛擬對象所在位置，計算出相對的距離、方位，進而在屏幕上進行展示。該方案多用于基于地理位置的服務(wù)(LocationBasedService，LBS)，例如展示某景點的歷史信息、商家的打折信息等。該方案的缺點在于所展示的虛擬對象也需要具有地理位置信息，此信息需要人員提前準備，在用戶需要顯示虛擬對象時再即時獲取，這也意味著在地點A展示的信息，用戶在地點B是無法看到的。
1.4基于相對位置的三維注冊該方案需要利用大多數(shù)移動設(shè)備具有的陀螺儀、重力感應(yīng)等傳感器設(shè)備，獲取設(shè)備的旋轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。相較于其他三種方案，該方案可以不需要得到用戶、真實對象以及虛擬對象的位置，而直接在屏幕上展示虛擬對象，甚至可以由用戶操作來移動虛擬對象、調(diào)整大小、旋轉(zhuǎn)角度。該方案多用于展示靜態(tài)的、與環(huán)境關(guān)系較小的信息或圖像，例如一款玩家需要擊落在空中飛翔的敵方戰(zhàn)機的增強現(xiàn)實游戲；雪佛蘭(Chevrolet)公司2013年初推出一款名為“雪拼季”的APP，用戶可以在APP中抓取虛擬的彩色雪花，當集滿6款不同顏色的雪花后就有一次贏取雪佛蘭科邁羅CAMARO（大黃蜂）的機會，此APP所使用的就是基于相對位置的三維注冊方案。總之，無論采用何種三維注冊方案，共同的目標都是真實。為了更為真實的呈現(xiàn)效果，虛擬對象和真實場景需要完美的貼合，應(yīng)當處理好虛擬對象的大小、相互重疊、景深等，考慮環(huán)境對虛擬對象的光照、陰影并且減少當真實對象或移動設(shè)備移動、抖動時造成的虛擬對象變化的延遲[3]。
2、增強現(xiàn)實在電子商務(wù)領(lǐng)域的應(yīng)用
增強現(xiàn)實技術(shù)的最終目的是為了展示信息，因此可以廣泛應(yīng)用于旅游、教育、醫(yī)療、建筑、娛樂等多個領(lǐng)域。正因為它能實現(xiàn)虛擬與真實的結(jié)合，因此能夠為用戶提供實用的、獨特的視覺感受和用戶體驗，這樣的特性能夠為傳統(tǒng)電子商務(wù)錦上添花，提供更為真實的商品展示和購物體驗。
2.1商品試穿、試戴和試用在網(wǎng)絡(luò)上夠買衣服、鞋帽、首飾等商品，用戶往往想了解這些商品的上身效果，并且通過效果來決定衣物的尺寸，而目前的電子商務(wù)很少有提供用戶在家就能試穿、試用衣物的功能，增強現(xiàn)實技術(shù)為這一問題帶來了解決方案。正如前文所提到的，F(xiàn)itnect提供了虛擬衣物的試穿功能，國內(nèi)的京東網(wǎng)也表示將于2014年在移動客戶端實現(xiàn)基于增強現(xiàn)實的試穿功能。在實際生活中，客戶通過一些尺寸較大的等身高的鏡子實現(xiàn)衣物的試穿，而客戶家中通常不會備有等身高的屏幕，因此目前還無法達到最佳的衣物虛擬試穿的用戶體驗。而小物件、與用戶人體無關(guān)的物件的試用，則可以通過增強現(xiàn)實技術(shù)輕松實現(xiàn)，例如前文所提到的Tissot手表的試戴，又如珠寶首飾、發(fā)型、紋身等。USPS的PriorityMail采用增強現(xiàn)實技術(shù)，讓用戶打印標識，進而可以方便地根據(jù)郵寄物品的大小選擇所需要的盒子；IKEA的移動客戶端IKEANow實現(xiàn)了家具等裝飾品和家居用品的預(yù)覽（如圖2所示）。
2.2LBS電子商務(wù)由于有著共同的地理位置信息特性，基于GPS三維注冊實現(xiàn)的增強現(xiàn)實讓LBS電子商務(wù)有了新的發(fā)展方向，該方向多為一些基于增強現(xiàn)實的移動客戶端應(yīng)用，為用戶在導(dǎo)航、購物、點評、社交、旅游等方面提供服務(wù)。Yelp是美國最大的點評網(wǎng)站，在它的移動客戶端中提供了基于增強現(xiàn)實的點評展示功能（如圖3所示）。通過這款A(yù)PP，用戶可以直接看到某家商店所在的位置、食客對某家餐廳的評價。類似的APP還包括Layer、NokiaCityLens等等。同時LBS社交也可以基于增強現(xiàn)實技術(shù)而發(fā)展，甚至LBS社交信息和LBS電子商務(wù)信息可以同時展示，Wikitude便是這樣一款A(yù)PP，它提供了諸多的頻道，通過增強現(xiàn)實技術(shù)展示來自各個平臺的LBS信息。
2.3商業(yè)營銷增強現(xiàn)實技術(shù)非常適合用來開發(fā)游戲，因此為商家們提供了一系列新的營銷手段，在這一方面需要商家營銷團隊提供獨特創(chuàng)意的支持。2012年，別克品牌為了推廣新車，推出了一款增強現(xiàn)實游戲APP。在游戲開始時，參與者將虛擬汽車藏匿在城市的一個角落，如果其他用戶發(fā)現(xiàn)，則可以將汽車“據(jù)為己有”，并在180秒內(nèi)重新藏匿汽車，單次成功藏車時間最長的參與者將獲得一輛真正汽車。在2013年雪佛蘭推出的“雪拼季”APP中（如圖4所示），除了可以用一套彩色雪花換取一次抽取大黃蜂的機會外，每抓1片彩色雪花，即可根據(jù)相關(guān)優(yōu)惠政策抵扣1000元購車現(xiàn)金，并可用于雪佛蘭的所有國產(chǎn)車型，不同車型享有不同抵扣額度，最高可抵扣10000元購車現(xiàn)金，這項活動在一定程度上增加了雪佛蘭汽車在當時的銷量。日本電通集團(DentsuGroup)的iButterfly是一款純營銷應(yīng)用，用戶可以發(fā)現(xiàn)并捕捉各色“蝴蝶”，蝴蝶身上包含商家活動、優(yōu)惠券、免費試用等營銷信息（如圖5所示），從而通過游戲成功地實現(xiàn)了商業(yè)營銷。
3、增強現(xiàn)實技術(shù)前景
關(guān)鍵詞：無線發(fā)射FSK射頻發(fā)射器nRF902
1概述
nRF902是一個單片發(fā)射器芯片，工作頻率范圍為862～870MHz的ISM頻帶。該發(fā)射器由完全集成的頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器組成。由于nRF902使用了晶體振蕩器和穩(wěn)定的頻率合成器，因此，頻率漂移很低，完全比得上基于SAW諧振器的解決方案。nRF902的輸出功率和頻偏可通過外接電阻進行編程。電源電壓范圍為2.4～3.6V，輸出功率為10dBm，電流消耗僅9mA。待機模式時的電源電流僅為10nA。采用FSK調(diào)制時的數(shù)據(jù)速率為50kbits/s。因此，該芯片適合于報警器、自動讀表、家庭自動化、遙控、無線數(shù)字通訊應(yīng)用。
2引腳功能和結(jié)構(gòu)原理
nRF902采用SIOC-8封裝，各引腳功能如表1所列。
表1nRF902的引腳功能
引腳端符號功能
1XTAL晶振連接端/PWR-UP控制
2REXT功率調(diào)節(jié)/時鐘模式/ASK調(diào)制器字輸入
3XO8基準時鐘輸出（時鐘頻率1/8）
4VDD電源電壓（+3V）
5DIN數(shù)字數(shù)據(jù)輸入
6ANT2天線端
7ANT1天線端
8VSS接地端（0V）
圖1所示是nRF902的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從圖中可以看出：該芯片內(nèi)含頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調(diào)制器等電路。
通過nRF902的天線輸出端可將平衡的射頻信號輸出到天線，該引腳同時必須通過直流通道連接到電源VDD，電源VDD可通過射頻扼流圈或者環(huán)路天線的中心接入。ANT1/ANT2輸出端之間的負載阻抗為200～700Ω。如果需要10dBm的輸出功率，則應(yīng)使用400Ω的負載阻抗。
調(diào)制可以通過牽引晶振的電容來完成。要達到規(guī)定的頻偏，晶振的特性應(yīng)滿足：并聯(lián)諧振頻率fp應(yīng)等于發(fā)射中心頻率除以64，并聯(lián)等效電容Co應(yīng)小于7pF，晶振等效串聯(lián)電阻ESR應(yīng)小于60Ω，全部負載電容，包括印制板電容CL均應(yīng)小于10pF。由于頻率調(diào)制是通過牽引晶振的負載（內(nèi)部的變?nèi)荻O管）完成的，而外接電阻R4將改變變?nèi)荻O管的電壓，因此，改變R4的值可以改變頻偏。
將偏置電阻R2從REXT端連接到電源端VDD對可輸出功率進行調(diào)節(jié)。nRF902的工作模式可通過表2所列方法進行設(shè)置。
表2nPF902的工作模式設(shè)置
引腳
工作模式XTALREXTXO8DIN
低功耗模式（睡眠模式）GND---
時鐘模式VDDGNDVDD-
ASK模式VDDASK數(shù)據(jù)VDD或者GNDVDD
FSK模式VDDVDDVDD或者GNDFSK數(shù)據(jù)
在FSK模式時，調(diào)制數(shù)據(jù)將從DIN端輸入，這是nRF902的標準工作模式。
ASK調(diào)制可通過控制REXT端來實現(xiàn)。當R2連接到VDD時，芯片發(fā)射載波。當R2連接到地時，芯片內(nèi)部的功率放大器關(guān)斷。這兩個狀態(tài)可用ASK系統(tǒng)中的邏輯“1”和邏輯“0”來表示。在ASK模式，DIN端必須連接到VDD。
時鐘模式可應(yīng)用于外接微控制器的情況，nRF902可以給微控制器提供時鐘。它可在XO8端輸出基準時鐘，XO8端輸出的時鐘信號頻率是晶振頻率的1/8。如晶振頻率為13.567MHz，則XO8輸出的時鐘信號頻率為1.695MHz。
在低功耗模式（睡眠模式），芯片的電流消耗僅10nA。在沒有數(shù)據(jù)發(fā)射時，芯片可工作在低功耗模式以延長電池的使用時間。電路從低功耗模式轉(zhuǎn)換到發(fā)射模式需要5ms的時間，從時鐘模式轉(zhuǎn)換到發(fā)射模式需要50μs的時間。
圖2nRF902的應(yīng)用電路
［論文摘要］隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展，構(gòu)建完善堅強可靠的電力通信網(wǎng)，顯得越來越重要。文章結(jié)合電力通信的特點和需求及無線新技術(shù)的特性，分析無線通信技術(shù)在電網(wǎng)通信中的應(yīng)用前景。
一、概述
電力通信網(wǎng)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行應(yīng)運而生的。它同電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)被人們合稱為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的三大支柱。我國的電力通信網(wǎng)經(jīng)過幾十年風風雨雨的建設(shè)，已經(jīng)初具規(guī)模，通過衛(wèi)星、微波、載波、光纜等多種通信手段構(gòu)建而成為立體交叉通信網(wǎng)。隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，無線通信系統(tǒng)的特性發(fā)生巨大的變化。鑒于采用無線通信網(wǎng)不依賴于電網(wǎng)網(wǎng)架，且抗自然災(zāi)害能力較強，同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸?shù)葍?yōu)點，非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應(yīng)用特點和優(yōu)缺點，并分析其在電力系統(tǒng)的應(yīng)用前景。
二、無線技術(shù)介紹
（一）無線通信技術(shù)的概念
目前，無線通信及其應(yīng)用已成為當今信息科學技術(shù)最活躍的研究領(lǐng)域之一。其一般由無線基站、無線終端及應(yīng)用管理服務(wù)器等組成。
（二）無線通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
無線通信技術(shù)按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術(shù)，即基于IEEE802.15的無線個域網(wǎng)（WPAN）、基于IEEE802.11的無線局域網(wǎng)（WLAN）、基于IEEE802.16的無線城域網(wǎng)（WMAN）及基于IEEE802.20的無線廣域網(wǎng)（WWAN）。
總的來說，長距離無線接入技術(shù)的代表為：GSM、GPRS、3G；短距離無線接入技術(shù)的代表則包括：WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術(shù)主要有：3.5GHz無線接入（MMDS）、本地多點分配業(yè)務(wù)（LMDS）、802.16d；移動無線接入技術(shù)主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術(shù)的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄帶無線接入技術(shù)的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統(tǒng)。
1.主流無線通信技術(shù)
從技術(shù)發(fā)展的趨勢可以看出，以O(shè)FDM+MIMO為核心的無線通信技術(shù)將成為未來無線通信發(fā)展的主流方向。而目前基于該技術(shù)的無線通信技術(shù)主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術(shù)。
2.其他無線通信技術(shù)
除了上述主流的無線通信技術(shù)外，目前已存在的無線通信技術(shù)還包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術(shù)及LMDS、MMDS、點對點微波、衛(wèi)星通信等長距離通信技術(shù)。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是點對點的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，通信距離一般在0～1m之間，傳輸速率最快可達16Mbps，通信介質(zhì)為波長900納米左右的近紅外線。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段，使用跳頻頻譜擴展技術(shù)，通信介質(zhì)為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射頻識別，俗稱電子標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術(shù)，通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。
（4）UWB：UltraWideband，即超寬帶技術(shù)。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信，幾乎是全數(shù)字通信系統(tǒng)，所需要的射頻和微波器件很少，因此可以減小系統(tǒng)的復(fù)雜性，降低成本。
三、無線技術(shù)優(yōu)劣分析
（一）WLAN技術(shù)分析
Wi-Fi的技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)相當成熟，而且大批量生產(chǎn)。該技術(shù)適用于無線局域網(wǎng)，作為有線網(wǎng)絡(luò)的延伸，對于特殊地點寬帶應(yīng)用，盡管Wi-Fi技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患，Wi-Fi采用的是射頻（RF）技術(shù)，通過空氣發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。由于無線網(wǎng)絡(luò)使用無線電波傳輸數(shù)據(jù)信號，所以非常容易受到來自外界的攻擊，黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內(nèi)盜取數(shù)據(jù)甚至進入未受保護的公司內(nèi)部局域網(wǎng)。
（二）WiMax技術(shù)分析
WiMax是一個先進的技術(shù)，推出相對較晚，存在頻率復(fù)用性小、利用率低的問題，但由于最近才完成標準化，該技術(shù)的大規(guī)模推廣還需要實踐考驗。從應(yīng)用前景看，該技術(shù)可以在較大范圍內(nèi)滿足上網(wǎng)要求，覆蓋可以包括室外和室內(nèi)，可以進行大面積的信號覆蓋，甚至只要少數(shù)基站就可以實現(xiàn)全城覆蓋。WiMax由于其技術(shù)的先進性和超遠的傳輸距離，一直被業(yè)界看好，是未來移動技術(shù)的發(fā)展方向，并提供優(yōu)良的最后一公里網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。
（三）WMN技術(shù)分析
WMN是正在研究中的技術(shù)，在研究中不斷地在不同方面結(jié)合各種技術(shù)的特點進行融合，而且暫時沒有一個成熟的產(chǎn)品系列來支持該技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。從應(yīng)用前景看，WMN這一新興網(wǎng)絡(luò)不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應(yīng)用空間，在其他方面如結(jié)合數(shù)據(jù)、圖像采集模塊可以對目標對象進行監(jiān)控或數(shù)據(jù)采集，并廣泛應(yīng)用到環(huán)境檢測、工業(yè)、交通等領(lǐng)域。隨著其他技術(shù)的不斷更新完善，WMN更好地與之相融合、互補，從而能夠揚長避短，發(fā)揮出各自的優(yōu)勢。
（四）3G技術(shù)分析
3G于1996年提出標準，2000年完成包括上層協(xié)議在內(nèi)的完整標準的制訂工作。3G網(wǎng)絡(luò)部署已具備相當?shù)膶嵺`經(jīng)驗，有一成套建網(wǎng)的理論，包括對網(wǎng)絡(luò)的鏈路預(yù)算、傳播模型預(yù)算以及計算機仿真等。從商用前景看，目前，3G在部分地區(qū)已得到大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用，比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經(jīng)建設(shè)了3G的網(wǎng)絡(luò)。3G技術(shù)已經(jīng)進入可以實用的階段，還有很多國家和地區(qū)正在建設(shè)或?qū)⒁ㄔO(shè)3G網(wǎng)絡(luò)。
（五）LMDS技術(shù)分析
本地多點分布業(yè)務(wù)系統(tǒng)LMDS是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術(shù)，其工作頻率在20GHZ以上，利用毫米波傳輸，可在一定的范圍內(nèi)提供數(shù)字雙工語音、數(shù)據(jù)、因特網(wǎng)和視頻業(yè)務(wù)，是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優(yōu)情況下，距離可達8公里；但是由于受降雨的原因，距離通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通過扇區(qū)或基站設(shè)備將ATM骨干網(wǎng)基帶信息調(diào)制為射頻信號發(fā)射出去，在其覆蓋區(qū)域內(nèi)的許多用戶端設(shè)備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號，在無需為每個用戶專門鋪設(shè)光纖或銅纜情況下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)雙向?qū)ΨQ高帶寬無線傳輸。
（六）MMDS技術(shù)分析
MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質(zhì)量易受天氣變化的影響，可用頻帶亦不夠?qū)?，最多不超過200MHz。其次，MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調(diào)制技術(shù)主要是相移鍵控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度調(diào)制QAM調(diào)制技術(shù)，無法做到非視距傳輸，在目前復(fù)雜的城市環(huán)境下難以推廣應(yīng)用。另外，MMDS沒有統(tǒng)一的國際標準，各廠家的設(shè)備存在兼容性問題。
（七）集群通信技術(shù)分析
數(shù)字集群系統(tǒng)具有很多優(yōu)點，它的頻譜利用率有很大提高，可進一步提高集群系統(tǒng)的用戶容量；它提高了信號抗信道衰落的能力，使無線傳輸質(zhì)量變好；由于使用了發(fā)展成熟的數(shù)字加密理論和實用技術(shù)，所以對數(shù)字系統(tǒng)來說，保密性也有很大改善。
數(shù)字集群移動通信系統(tǒng)可提供多業(yè)務(wù)服務(wù)，也就是說除數(shù)字語音信號外，還可以傳輸用戶數(shù)字、圖像信息等。由于網(wǎng)內(nèi)傳輸?shù)氖墙y(tǒng)一的數(shù)字信號，因此極大地提高了集群網(wǎng)的服務(wù)功能。
（八）點對點微波通信技術(shù)分析
微波傳輸?shù)膬?yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，可以降低運營商的運營成本。與租用線路相比，微波系統(tǒng)的投資只要一年左右即可收回。第二，微波傳輸系統(tǒng)部署簡潔快速。與傳統(tǒng)的傳輸手段相比，其快速部署的優(yōu)勢可以更快地滿足新業(yè)務(wù)發(fā)展的需要。第三，目前的微波產(chǎn)品對未來的發(fā)展是有保障的，對于運營商的新業(yè)務(wù)和新需求都可以給予很好的支撐。未來，微波傳輸系統(tǒng)將升級到全IP的平臺之上，可以全面支持運營商未來的發(fā)展。
（九）衛(wèi)星通信技術(shù)分析
利用衛(wèi)星在有些人口不很密集的地區(qū)來配合陸地通信。在這些地區(qū)散布著范圍較廣但不密集的用戶，可以利用衛(wèi)星作為用戶連至固定有線網(wǎng)的接入設(shè)施。在陸地通信網(wǎng)已經(jīng)構(gòu)成寬帶多媒體通信網(wǎng)的環(huán)境下，利用衛(wèi)星建成寬帶衛(wèi)星接入系統(tǒng)是比較好而切合實際的方案，經(jīng)濟又可靠。
但是衛(wèi)星通信畢竟是采用衛(wèi)星作為通信平臺，其地面站的建設(shè)、通信信道租用費用都需要花費大量資金，而且通信資源為衛(wèi)星通信公司所有，受其帶寬的限制，使得大量數(shù)據(jù)的傳輸需要付出非常大的代價。因此，作為日常生產(chǎn)、生活使用是極為不經(jīng)濟的；而將衛(wèi)星通信作為應(yīng)急通信、作戰(zhàn)通信、海外通信等則比較適合。
四、無線技術(shù)綜合比較
目前無線通信領(lǐng)域各種技術(shù)的互補性日趨鮮明。這主要表現(xiàn)在不同的接入技術(shù)具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區(qū)域、不同的技術(shù)特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求，WLAN可解決中距離的較高速數(shù)據(jù)接入，而UWB可實現(xiàn)近距離的超高速無線接入。
首先，從標準化程度上看，本報告所涉及的技術(shù)中，僅僅WMN技術(shù)沒有成熟的標準體系，LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準，只是沒有統(tǒng)一的國際標準，其余的技術(shù)均已經(jīng)完成標準化工作，并且都進行了試驗網(wǎng)建設(shè)和商業(yè)網(wǎng)建設(shè)。
從頻率上看，Wi-Fi技術(shù)、WMN均使用的是開放頻段，WiMax技術(shù)、3G技術(shù)等其他技術(shù)使用的是授權(quán)頻段。
從覆蓋范圍上看，Wi-Fi技術(shù)、WMN技術(shù)屬于局域網(wǎng)無線接入技術(shù)，僅覆蓋35m～100m；WiMax技術(shù)、3G技術(shù)、LMDS技術(shù)、MMDS技術(shù)、集群通信屬于城域網(wǎng)接入技術(shù)，覆蓋范圍在1km～54km不等，而衛(wèi)星通信、點對點微波則屬于廣域網(wǎng)技術(shù)，通常用于通信主干組網(wǎng)建設(shè)。
從傳輸速率上看，點對點微波和衛(wèi)星通信屬于干線傳輸技術(shù)，不同的情況速率變化較大，而其余的技術(shù)均為接入技術(shù)，僅僅是3G技術(shù)接入速率最小，僅為384k，而其余技術(shù)均為幾十M甚至上百M的速率。
從調(diào)制技術(shù)上看，其中WiFi技術(shù)、WiMax技術(shù)、WMN、3G技術(shù)均采用最新的調(diào)制技術(shù)OFDM，其余的技術(shù)均未采用OFDM調(diào)制技術(shù)。
從天線技術(shù)上看，僅僅3G和WiMax技術(shù)采用了MIMO技術(shù)，而其他技術(shù)均未采用MIMO技術(shù)；從傳輸環(huán)境上看，僅僅WiMax技術(shù)和3G技術(shù)支持非視距傳輸，其余技術(shù)均要求視距傳輸環(huán)境；從網(wǎng)絡(luò)安全和QoS機制上看，WiMax技術(shù)和3G技術(shù)在這方面做得比較優(yōu)秀、完善，其余的均存在較大的問題。
關(guān)鍵詞：認知無線電；軟件通信體系結(jié)構(gòu)；認知引擎；戰(zhàn)術(shù)電臺
中圖分類號：TN924 文獻標志碼：A DOI：
Research of Cognitive Radio Architecture
Zhang Jian－feng
（Communication Engineering,Hangzhou Dianzi University,310018）
Abstract: This paper first expounds the basic theory and concept of Cognitive Radio(CR),reviews the development course of Cognitive Radio,introduces the status of researching for Cognitive Radio.Then concisely analyzes the application prospect for demand of battlefield communication.At last,suggests a kind of architecture of Cognitive Radio,provides it's software and hardware construction,briefly explains the function of each part.
Key words: Cognitive Radio；SCA；Cognitive Engine；Tactical Radio
0 引 言
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，軍事、民用、商業(yè)對通信要求也在不斷提高，新的通信設(shè)備和通信手段不斷出現(xiàn)，而目前采用的主要還是基于授權(quán)的靜態(tài)頻帶分配的方法，這就使得常用的無線頻帶越來越擁擠，頻譜資源已經(jīng)成為一種緊缺資源。而過于擁擠的通信頻帶，帶來的就是設(shè)備通信能力的直線下降。因此，如何解決因頻帶擁擠帶來的通信能力下降的問題，已經(jīng)成為一種迫在眉睫的需求。
認知無線電技術(shù)（Cognitive Radio，CR）[1]是解決上述問題的有效方法之一，它是一種新的智能無線通信技術(shù)，通過感知周圍環(huán)境的頻率、時間和空間等特征，對環(huán)境、信道條件、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、用戶需求以及設(shè)備本身的內(nèi)部情況進行推理，根據(jù)推理結(jié)果實時調(diào)整傳輸參數(shù)，以保證信息的可靠快速傳輸。
本文結(jié)合認知無線電的技術(shù)特點以及戰(zhàn)場通信的實際需求，給出了一種基于認知無線電技術(shù)的戰(zhàn)術(shù)電臺架構(gòu)，對其軟硬件組成及功能做了簡要分析。
1 認知無線電技術(shù)的概念及發(fā)展
上世紀90年代早期，J.Mitola提出了軟件無線電(Software DefinedRadios，SDR)的概念。軟件無線電的核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A／D和D／A變換器，將盡可能多的無線電臺的功能用軟件定義。它的出現(xiàn)使通信終端大大減小對硬件的要求，可以使相同的終端在不同的通信系統(tǒng)中使用。在2000年的論文中，Mitola將軟件無線電的概念進一步拓展，提出了認知無線電(CR)的概念。認知無線電可以感知周圍電磁環(huán)境，并實時調(diào)整傳輸參數(shù)，使通信系統(tǒng)的無線電參數(shù)不僅與規(guī)則相適應(yīng)，而且能與環(huán)境相匹配，以達到無論何時何地都能達到通信系統(tǒng)的高可靠性和頻譜利用的高效性。也就是說，SDR關(guān)注的是采用軟件方式實現(xiàn)無線電系統(tǒng)信號的處理；而CR強調(diào)的是無線系統(tǒng)能夠感知操作環(huán)境的變化，并據(jù)此調(diào)整系統(tǒng)工作參數(shù)，實現(xiàn)最佳適配。從這個意義上講，CR是更高層的概念，不僅包括信號處理，還包括根據(jù)相應(yīng)的任務(wù)、政策、規(guī)則和目標進行推理和規(guī)劃的高層活動。所以，認知無線電是智能化的軟件無線電[2]。
此后，不同的機構(gòu)和學者從不同的角度給出了CR的定義，其中比較有代表性的包括美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)和著名學者Simon Haykin教授的定義。FCC認為：“CR是能夠基于對其工作環(huán)境的交互改變發(fā)射機參數(shù)的無線電”。Simon Haykin則從信號處理的角度出發(fā)，認為：“CR是一個智能無線通信系統(tǒng)。它能夠感知外界環(huán)境，并使用人工智能技術(shù)從環(huán)境中學習，通過實時改變某些操作參數(shù)(比如傳輸功率、載波頻率和調(diào)制技術(shù)等)，使其內(nèi)部狀態(tài)適應(yīng)接收到的無線信號的統(tǒng)計性變化，以達到以下目的：任何時間任何地點的高度可靠通信；對頻譜資源的有效利用。”
總結(jié)上述定義，CR應(yīng)該具備以下3個主要特征：
(1)感知能力
感知能力使CR能夠感知其外部頻譜環(huán)境信息，發(fā)現(xiàn)空閑的頻譜資源或干擾信號，尋找合適的信道，這是CR工作的前提。
(2)推理和學習能力
推理和學習能力使CR能夠根據(jù)感知到的外界電磁環(huán)境和自身的狀況，同時結(jié)合過往的工作數(shù)據(jù)，得出當前的最佳通信參數(shù)的能力，這是CR工作的核心。
(2)重構(gòu)能力
重構(gòu)能力使得CR設(shè)備可以推理結(jié)果對設(shè)備的各種參數(shù)進行重設(shè)置的能力?？梢灾貥?gòu)的參數(shù)包括：頻率、發(fā)射功率、調(diào)制和編碼方式、通信協(xié)議等。
一個常見的CR設(shè)備工作流程如圖1所示：
如圖1所示，CR設(shè)備的工作過程一般分為以下三個階段：
1）感知階段：認知設(shè)備感知外界的電磁頻譜環(huán)境；
2）決策階段：根據(jù)感知到的外界電磁環(huán)境和已有的知識經(jīng)驗，經(jīng)過詳細的運算推理過程，得出最適合當前環(huán)境的通信參數(shù)；
3）重構(gòu)階段：根據(jù)決策結(jié)果對認知設(shè)備進行參數(shù)加載或配置，完成通信過程。
感知、決策、重構(gòu)這三個階段不斷的循環(huán)，構(gòu)成了CR設(shè)備工作的全過程。
認知無線電的概念提出以后，眾多國家和國際組織都對其投入了巨大的研究精力，其中以美國和歐盟的研究最具代表性。美國的研究以認知無線電為主，歐盟則從異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合入手，并正朝著認知無線網(wǎng)絡(luò)方向發(fā)展。代表性的研究工作有：
1）2003年12月，美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)對《FCC規(guī)則第15章》公布了修正案，規(guī)定：“只要具備認知無線電功能，即使是其用途未獲許可的無線終端，也能使用需要無線許可的現(xiàn)有無線頻帶”。并且將認知無線電的使用在5G頻段合法化，同時FCC正在考慮是否在TV頻段也將認知無線電合法化。
2）美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）于2004年11月正式成立IEEE802.22工作組，這是第一個世界范圍的基于認知無線電技術(shù)的空中接口標準化組織。
3）2005年3月，IEEE通信協(xié)會(ComSoc)和電磁兼容協(xié)會(EMC)共同成立了IEEE P1900標準工作組，該機構(gòu)致力于推進與下一代無線通信技術(shù)和高級頻譜管理技術(shù)相關(guān)的電磁兼容研究。
4）IEEE JSAC于2007年4月和2008年1月，IEEE Comm Mag于2007年5月和2008年4月，IEEE J-STPTP 于2008年2月分別出版了關(guān)于認知無線電的專輯。
5）2008年2月，歐盟啟動的FP7（歐盟第七框架計劃）又加大了對下一代無線網(wǎng)絡(luò)研究的力度，力圖在網(wǎng)絡(luò)融合的基礎(chǔ)上進一步向認知無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展。
2 認知無線電技術(shù)的軍事意義
除了民用方面的研究，認知無線電技術(shù)還被發(fā)現(xiàn)有更多的軍事意義?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭條件下戰(zhàn)場的電磁環(huán)境日益復(fù)雜，各種電磁輻射源如雷達、通信、導(dǎo)航、指控、電子對抗設(shè)備等數(shù)量成倍增加，覆蓋的頻譜越來越寬，多種電子設(shè)備在有限的地域內(nèi)密集開設(shè)，使得頻譜資源異常緊張，電磁兼容問題越來越突出。認知無線電能夠主動的感知戰(zhàn)場電磁環(huán)境，并不斷的學習歸納，動態(tài)的利用頻譜資源，對信息進行智能化的傳輸，因此認知無線電技術(shù)能大大提高戰(zhàn)場無線通信的性能和可靠性，具體體現(xiàn)在通信容量、頻譜利用率、抗干擾能力等方面；同時，由于認知無線電設(shè)備能夠主動感知戰(zhàn)場電磁環(huán)境并對接收信號進行識別，因此可以一邊進行電磁頻譜偵察，一邊快速釋放或躲避干擾，實現(xiàn)傳統(tǒng)無線通信設(shè)備所不具備的電子對抗功能[3]。
隨著認知無線電技術(shù)與戰(zhàn)場環(huán)境的結(jié)合成為未來戰(zhàn)場通信的趨勢，越來越多的國家將此作為研究的焦點，但大多處于理論探索階段，只有美國DARPA(Defense Advance Research Products Agency，國防高級計劃研究局)的XG項目研究時間最長，進展最快，最為典型。從2003年開始，XG以CR技術(shù)為核心，著眼于開發(fā)認知無線電的實際標準和動態(tài)頻譜管理標準，采用軟件無線電技術(shù)來實現(xiàn)最大限度的時域、頻域和空間等信息的利用，并稱其論證的頻譜效率可使目前的頻譜利用率提高10～20倍。其基本思想是：設(shè)備首先“感知”周圍無線環(huán)境并確定頻譜特征，確定基本用戶的存在性并“描述”可用機會，通過對環(huán)境的理解和主動學習，遵守應(yīng)用于該頻譜的管理策略，設(shè)備確定一種最佳計劃，實時調(diào)整傳輸參數(shù)比如功率、載波調(diào)制和編碼等，節(jié)點間相互通信協(xié)調(diào)使用機會，定義與應(yīng)用干擾限定策略，然后以不與基本用戶發(fā)生沖突的方式發(fā)送信號，達到通信系統(tǒng)性能最優(yōu)化的目的。
3 基于認知無線電的電臺架構(gòu)
戰(zhàn)術(shù)電臺作為戰(zhàn)場通信的主要手段，對通信的實時性、可靠性、抗干擾能力有著更高的要求，而認知無線電的技術(shù)特點則決定了認知無線電技術(shù)必將在戰(zhàn)術(shù)電臺上得到廣泛應(yīng)用。因此，采用一種什么架構(gòu)來設(shè)計電臺，將認知無線電技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)電臺的通信功能完美結(jié)合就變得十分重要。
由認知無線電的概念可知，認知無線電是智能化的軟件無線電，具有軟件無線電的所有特征。提到軟件無線電，就不能不提到軟件通信體系結(jié)構(gòu)（SCA）[4]。SCA是實現(xiàn)軍用軟件無線電臺設(shè)計的一個有效規(guī)范和指導(dǎo)，是美軍針對下一代戰(zhàn)術(shù)無線通信系統(tǒng)的研制而的通用規(guī)范，它對多種類型軍用無線電臺的軟硬件體系結(jié)構(gòu)進行了定義?；赟CA的戰(zhàn)術(shù)無線電臺具有通用性強、便于更新、便于維護和升級的特點，并且能夠?qū)崿F(xiàn)不同軍兵種不同系列電臺之問的互連、互通和互操作。目前，美軍已了多個版本的SCA規(guī)范(最新版本是SCA 2.2.2)，研制并裝備了多種基于SCA的無線電臺。近年來，我軍一直在密切關(guān)注和跟蹤SCA的研究動向，并于2004年實施了適合我軍特點的相關(guān)國軍標，用來指導(dǎo)我軍下一代戰(zhàn)術(shù)無線電臺的研制和開發(fā)。因此，綜合考慮認知無線電和SCA的特點，同時結(jié)合戰(zhàn)術(shù)電臺的使用需求，參考SCA規(guī)范，提出一個基于認知無線電的電臺體系架構(gòu)。如圖2所示。
該體系架構(gòu)中，自底向上包括硬件平臺、BSP及設(shè)備驅(qū)動、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式CORBA中間件、硬件抽象層（MHAL）、核心框架、基礎(chǔ)服務(wù)、無線通信波形應(yīng)用、頻譜感知波形、認知引擎等若干部分。
硬件平臺是實現(xiàn)通信功能和認知功能的基礎(chǔ)，由射頻模塊、數(shù)字信號處理模塊、主控模塊等組成。
BSP、設(shè)備驅(qū)動、嵌入式操作系統(tǒng)、嵌入式CORBA中間件、硬件抽象層、核心框架共同構(gòu)成一個通用開放的SCA軟件平臺。
基礎(chǔ)服務(wù)軟件為用戶提供通用、組件化的共，包括故障檢測、資源監(jiān)控、信息輸入、時間服務(wù)等。
無線通信波形應(yīng)用是由一組實現(xiàn)通信功能的波形組件構(gòu)成的應(yīng)用軟件，一種無線通信波形應(yīng)用代表一種通信功能的實現(xiàn)。具備認知功能的電臺可以根據(jù)認知結(jié)果選擇最佳的波形和參數(shù)進行通信。
頻譜感知波形完成頻譜感知功能所需的信號處理工作，得到的感知結(jié)果是認知引擎工作的依據(jù)。電臺可以根據(jù)時間、空間、頻率等實際情況運行不同側(cè)重的頻譜感知波形以獲取最佳的感知結(jié)果。
認知引擎是在軟件無線電平臺上實現(xiàn)基于人工智能技術(shù)的推理與學習，實現(xiàn)并驅(qū)動整個認知環(huán)路，實現(xiàn)認知功能的核心部件。通常，認知引擎由推理機、學習機、知識庫等功能模塊組成。可以說，認知引擎是CR的“大腦”。
由圖 2所示的電臺體系架構(gòu)可知，基于認知無線電的電臺在硬件上通常由以下模塊組成：
1）實現(xiàn)通信功能的射頻模塊；
2）實現(xiàn)頻譜感知功能的射頻模塊；
3）運行通信和頻譜感知波形的數(shù)字信號處理模塊；
4）運行認知引擎、完成對各模塊運行管理的主控模塊。
一個多通道的認知無線電臺硬件架構(gòu)如圖3所示：
根據(jù)電臺使用需求的不同，可對圖 3所示的硬件架構(gòu)進行裁減，但最少必須保留一個通信通道和一個認知通道。此時，數(shù)字信號處理模塊和主控模塊的功能也可以在一個硬件模塊上實現(xiàn)。一個典型的單通道認知無線電臺硬件架構(gòu)如圖4所示。
圖中的射頻功能模塊完成通信射頻信號的處理；頻譜感知模塊根據(jù)需求完成對相應(yīng)頻段的電磁環(huán)境探測；主控及數(shù)字信號處理模塊是電臺的核心，運行通信波形、認知引擎，同時負責電臺的控制管理。并且，按照圖 2所示的體系架構(gòu)，在主控及數(shù)字信號處理模塊上還要運行嵌入式操作系統(tǒng)、核心框架、中間件、硬件抽象層等基礎(chǔ)軟件以滿足體系架構(gòu)的要求。
4 結(jié)論
本文首先介紹了認知無線電技術(shù)的基本原理及，然后結(jié)合認知無線電技術(shù)的發(fā)展闡述了其在軍事上的用途，最后參考軟件通信體系結(jié)構(gòu)（SCA）提出了一種基于認知無線電的電臺體系架構(gòu)，對其軟硬件組成做了簡要分析。
認知無線電技術(shù)作為一種全新的通信技術(shù)，能有效提高通信設(shè)備的通信效能及抗干擾能力；以認知無線電設(shè)備組網(wǎng)，能大幅提高通信網(wǎng)絡(luò)的頻譜利用率及通信容量；結(jié)合世界軍事信息技術(shù)發(fā)展的特點，認知無線電技術(shù)的軍事用途更是不可低估。近年來，認知無線電技術(shù)已經(jīng)受到廣泛和深入的研究，在不遠的將來，必將對現(xiàn)有的通信技術(shù)造成巨大的沖擊，在通信技術(shù)發(fā)展的歷史上留下深遠的影響。
參考文獻：
[1] J.Mitola，Cognitive Radio：An Integrated Agent Architecture for Software Defined Radio[D]，Sweden，KTH Royal Institute of Technology，2000 .
[2] 楊小牛，從軟件無線電到認知無線電，走向終極無線電[J]，中國電子科學研究院學報,2007,1：4
無線電波的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，是現(xiàn)代科學研究精神與西方商業(yè)文明完美結(jié)合的典范。自由探索、成果公開、專利制度、公司制等，都是其發(fā)展必不可少的條件。1862年，麥克斯韋在法拉第所著《電學實驗研究》基礎(chǔ)上，總結(jié)了法拉第的電學研究工作，發(fā)表了論文《論物理學的力線》，預(yù)見了電磁波的存在。1873年，他發(fā)表了經(jīng)典著作《電磁學通論》，建立了完整的電磁學理論。1888年，赫茲通過實驗，證實了電磁波的存在。
然而，赫茲及之前的電學家，都是從科學研究角度來探尋電磁波的奧秘，卻未想過電磁波能為人們的生活帶來什么改變，更沒有靠這些研究賺錢致富的想法。最早發(fā)現(xiàn)電磁波具有經(jīng)濟價值的是馬可尼，他更加關(guān)注無線電實驗的實用價值和所能滿足的實際需求。馬可尼發(fā)明了無線發(fā)報機，并找到了英國海運局等大客戶。1896年7月27日，馬可尼公開演示了無線電報，次年，他申請了無線電報專利，成立了自己的公司，推動無線電報進入實用。
但是，在1899的美國杯帆船賽上，由于馬可尼公司與美國德福雷斯特無線電報公司同時使用無線電報傳送比賽結(jié)果，產(chǎn)生了嚴重的干擾。同時，當時海上船只的無線電報之間也存在相互干擾的情況。因此，如何在同一地點、同一時間應(yīng)用無線電報，成為亟待解決的問題。不久后，馬可尼將英國科學家洛奇在1894年發(fā)現(xiàn)的“諧振電路”應(yīng)用在無線電報機上，改變了電磁波波長，也就是改變了頻率，大獲成功，幾臺發(fā)射機可同時發(fā)射，各用各的頻率，互不干擾。1900年4月26日，馬可尼為這一技術(shù)申請了專利，專利證是第7777號，即無線電史上著名的“四個七”專利。這一成就，不僅使馬可尼在與其他公司的競爭中獲勝，還是無線電發(fā)展史上的一個重大突破，它奠定了按頻率使用無線電波的基礎(chǔ)，沿用至今。
此后，技術(shù)一路領(lǐng)先的馬可尼公司吸引了大批競爭者，著名的有美國德福雷斯特無線電報公司和德國德律風根公司。隨著越來越多的船只安裝了無線電臺，麻煩也隨之而來。當時，無線電報使用火花裝置，它的帶寬很寬，兩個報務(wù)員通信時，100公里內(nèi)的所有電臺都會受到嚴重干擾。那么，誰可以優(yōu)先發(fā)報？誰又應(yīng)該暫時關(guān)閉電臺停止發(fā)報？豪華郵輪上的報務(wù)員經(jīng)?？床黄鹭洿托〈系膱髣?wù)員，報務(wù)員之間互不相讓，彼此干擾，無線電波中常常充滿了叫罵、誹謗的信號。這種混亂的局面，使無線電通信的效能受到嚴重影響。而且，無線電波一旦發(fā)出，任何人都可能接收得到，那么無線電波發(fā)出后，應(yīng)該由誰接收也成為難題。當時，馬可尼公司就規(guī)定其報務(wù)員只能接收本公司報務(wù)員發(fā)出的無線電電報，那么，當船只海上遇險，發(fā)出的求援信號時，又該由誰來處理呢？
面對種種無線電通信號相互干擾、通信不暢的局面，已經(jīng)在有線電報領(lǐng)域有多年經(jīng)驗的國際電報聯(lián)盟倡議簽訂無線電通信公約，以促進新興的無線電業(yè)務(wù)健康發(fā)展。1903年，無線電報籌備會議在德國柏林召開，會議對國際無線電規(guī)則進行了初步的研究，并在公約草案上作了規(guī)定：“海岸無線電臺應(yīng)該收發(fā)來自海上船只和指定船只的電報，不必區(qū)別該船所使用的無線電系統(tǒng)”。這一原則成為無線電規(guī)則的基礎(chǔ)。1906年，第一次國際無線電會議在德國柏林正式舉行，29個國家出席了這次會議。會議簽署了第一份完整的《國際無線電報公約》，其附件就是最早的無線電報通信規(guī)則。這些規(guī)則經(jīng)過歷屆無線電人會充實和修訂，形成了當今眾所周知的《國際無線電規(guī)則》。這也奠定了無線電波應(yīng)用的另一基礎(chǔ)：協(xié)商一致，遵守規(guī)則。
今天，隨著無線電技術(shù)發(fā)展，人類不斷推高應(yīng)用無線電的頻率，所有可以應(yīng)用的無線電頻率數(shù)值排列在一起，形成了無線電頻譜。由于應(yīng)用無線電波必須占用一個頻率或一段頻譜，在按頻率使用的規(guī)則下，可應(yīng)用的頻譜多數(shù)已經(jīng)分配殆盡。時至今日，無線電頻率范圍已經(jīng)擴展到3000GHz，但仍無法完全滿足各種業(yè)務(wù)對頻譜不斷增長的需求。因此，頻譜一即可用的無線電頻率，日漸成為稀缺資源，也成了制約無線電業(yè)務(wù)和無線電應(yīng)用的重要因素。具有了“資源”性質(zhì)。
人類認識到頻譜的資源性質(zhì)花費了漫長的時間，這是因為無線電技術(shù)非常復(fù)雜，除頻率外，制約無線電業(yè)務(wù)和應(yīng)用發(fā)展的，還有發(fā)射功率、接收靈敏度、調(diào)制與解調(diào)理論、電子元器件發(fā)展水平、電波傳播特性等其它因素。經(jīng)過長期的研究和實踐，人們逐漸意識到，只有頻率才是應(yīng)用無線電波的關(guān)鍵和首要因素。因此，1973年，國際電聯(lián)在托雷莫里諾斯公約中正式載明：“各會員國在使用無線電頻率時，必須牢記無線電頻率和靜止衛(wèi)星軌道是明顯的自然資源”。
無線電頻譜資源與水、礦產(chǎn)等有形的自然資源不同，它是電磁波存在的諸多參數(shù)之一，是一種“虛擬”自然資源。因此，它具有獨特的屬性：首先是有限性。過去，受到技術(shù)限制，人類可以發(fā)射和接收的電波頻率是一定的，因此所能應(yīng)用的頻譜是有限的；其次，是資源均等與非耗竭性。頻譜是一組數(shù)字排列.是一種虛擬資源，與實體資源不同，不存在資源豐富或匱乏的問題，也不會被消耗。只要有相應(yīng)的技術(shù)裝備就可以利用：另外，電磁波還存在易污染，可復(fù)用的特點。如果同時同地應(yīng)用同一頻率，將會造成干擾，除非采取一定預(yù)防措施。但如果錯開使用時間和地點，就可以使用同一頻率：同時，電磁波具有固有傳播特性。無線電波在不同的頻率傳播特性有很大差異，因此，頻譜的應(yīng)用必須遵守其自然規(guī)律。并且電波傳播由于不受行政區(qū)界限制，跨行政區(qū)的傳播就需要通過協(xié)商達成一致。
凡符合規(guī)定，在我省企、事業(yè)單位，國有、民營、個體及三資企業(yè)在職在崗專業(yè)技術(shù)人員（包括港、澳、臺同胞和外籍人士，以及離、退休、離崗?fù)损B(yǎng)專業(yè)技術(shù)人員），符合資格申報條件，均可向所在單位提出申請，經(jīng)同意后，由主管部門按規(guī)定上報有關(guān)評審材料。
二、評審專業(yè)范圍
1、電子類（無線電技術(shù)、電子工程、電磁場與微波技術(shù)、光電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制、信息工程、計算機應(yīng)用）；2、通信類；3、信息與電子科學類（電子學與信息系統(tǒng)、無線電物理學、電子學、信息科學、無線電波傳播）；4、計算機科學技術(shù)類。
三、送評材料的填寫和報送要求
(一)申報人必須對照通信工程專業(yè)技術(shù)資格條件的要求提交下列材料：
1、提交申報專業(yè)技術(shù)資格前公示情況表
2、評審材料目錄1份(貼于檔案袋封面)。
3、《廣東省普通專業(yè)技術(shù)資格評審信息錄入表》1份。內(nèi)容要求填寫準確，無空白格，并提交電子版。
4、《廣東省專業(yè)技術(shù)資格評審表》1份。
5、《高級專業(yè)技術(shù)資格申報人基本情況及評審登記表》一式25份，全部加蓋公章，不附件，不裝訂。
6、《專業(yè)技術(shù)人員任職期滿考核登記表》每年/1份。
7、身份證、學歷(學位)證書、與現(xiàn)任技術(shù)職務(wù)相應(yīng)的專業(yè)技術(shù)資格證書、聘書，由申報人所在單位人事部門驗證后在復(fù)印件上注明“與原件相符”并加蓋公章。(以下簡稱“經(jīng)驗證蓋章”)
8、提供參加全國職稱外語等級考試的合格證書原件、復(fù)印件或符合免試條件的提供證明，裝訂好。
9、任現(xiàn)職以來的主要專業(yè)工作成果、業(yè)績證明材料、鑒定證書、獎勵證書，或其它證明材料等復(fù)印件各1份(經(jīng)驗證蓋章)，裝訂好。
10、提交符合數(shù)量要求的論文(第一作者)、著作以及專項技術(shù)分析(論證)報告，或?qū)ｍ椉夹g(shù)分析(論證)報告的原件、復(fù)印件各1份。
11、任職期間的專業(yè)技術(shù)工作總結(jié)（1500字以上字），一式5份。
12、《貼資格證相片頁》：貼大一寸近期免冠正面相片。
(二)送評材料的報送要求
1、申報人應(yīng)按要求認真填寫有關(guān)表格，文字表述要清楚，提交的評審材料必須真實可靠。
2、所在單位對申請人任職以來的職業(yè)道德，思想政治表現(xiàn)，專業(yè)技術(shù)工作業(yè)績成果、工作表現(xiàn)及填報的真實可靠性出具準確客觀的評價意見(不少于150字)，填入《廣東省專業(yè)技術(shù)資格評審表》和《專業(yè)技術(shù)資格申報人基本情況及評審登記表》。材料審核鑒別時必須將不符合資格條件及有爭議尚未核實的材料剔除。
3、兩個或兩人以上共同完成的發(fā)明創(chuàng)造、學術(shù)技術(shù)成果、專業(yè)技術(shù)項目，申報材料必須如實注明本人在其中所做的工作內(nèi)容，所起的作用及排名順序。
4、對發(fā)明創(chuàng)造、學術(shù)技術(shù)成果以及完成的項目等的獎勵、表彰，申報材料要注明授予的部門和等級(單位應(yīng)對所提交業(yè)績、成果材料、證明證書材料、論文、著作等材料認真審核，審核人簽名，蓋公章)。
5、送評材料要裝在不易破損的檔案袋內(nèi)，檔案袋和資格評審表左上角要填寫清楚主管單位的名稱。
6、材料不完整、不齊全的，不予受理。
【關(guān)鍵詞】 無線電 博弈論 納什均衡
一、博弈論的概述
1.1概念
博弈論（game theory）是研究決策主體的行為發(fā)生直接相互作用時候的決策以及這種決策的均衡問題的理論[20]。也就是說，博弈論研究當一個主體，譬如說一個人或一個企業(yè)的選擇受到其他人（其他企業(yè)）的選擇的影響，而且反過來影響到其他人（其他企業(yè)）選擇時的決策問題和均衡問題。所以在這個意義上說，博弈論又稱為“對策論”。博弈論是一種使用嚴謹數(shù)學模型來解決現(xiàn)實中利害沖突的理論，由于沖突、合作、競爭等行為是現(xiàn)實中常見的現(xiàn)象，因此很多領(lǐng)域都能應(yīng)用博弈論，如軍事領(lǐng)域、經(jīng)濟領(lǐng)域、政治外交等。
1.2博弈論模型簡介
博弈論自產(chǎn)生到發(fā)展至今已形成了較成熟的理論體系，它并不是經(jīng)濟學的一個分支，它是一種方法，應(yīng)用范圍不僅包括經(jīng)濟學，政治學、軍事、外交、國際關(guān)系、公共選擇，還有犯罪學等都涉及到博弈論。不過博弈論也具有自身的基本模型，可以對一個博弈過程用5個方面來描述，G={P，A，O，I，U}
① P（player）：博弈的參與方。
② A（action）：博弈方可選擇的全部行為或策略的集合
③ O（orders）：博弈的次序。
④ I（information）：博弈的信息。
⑤ U（utility）：博弈方的收益。
以上五個方面是定義一個博弈時必須首先設(shè)定的，確定了上述五個方面就是確定了一個博弈。博弈論就是系統(tǒng)研究用上述方法定義的各種各樣的博弈問題，尋求各博弈方合理選擇策略的情況下博弈的解，也既是均衡。
1.3博弈論的分類
現(xiàn)實中各種博弈可以按照不同的辦法進行分類。根據(jù)參與人的多少，可以將博弈分為兩人博弈和多人博弈；根據(jù)參與人是否合作，可以將博弈分為合作博弈和非合作博弈；根據(jù)博弈結(jié)果的不同，又可以將博弈分為零和博弈、常和博弈和變和博弈。
1.4納什均衡
1.4.1納什均衡的定義
納什均衡（Nash Equilibrium）[20]是一種策略組合，它能夠使得每個參與者的策略都是對其他參與者策略的最優(yōu)反應(yīng)?！白顑?yōu)反應(yīng)”指的是該策略帶給采用它的博弈方的利益或期望利益，大于或至少不小于其它任何策略能帶來的利益。博弈的目的，就是為了尋求這樣的一個最佳的策略組合。
1.5 一些特殊的博弈模型
1.5.1重復(fù)博弈模型
重復(fù)博弈是目前人們了解的最為透徹的一類動態(tài)博弈，參與人每一期都面對同樣的“階段博弈”或“選民博弈”，而且參與人的全部收益是每階段所得收益的加權(quán)平均。參與者基于對博弈過程的認知，例如對過去行為的了解，對未來的預(yù)期和對當前情況的觀察，在每一個階段的博弈中選擇自身的策略。這些策略可以是固定的，也可以隨其它參與者行動的改變而變化，甚至可以是自適應(yīng)的。
1.5.2潛在博弈模型
潛在博弈是一般形式博弈中的一種特殊類型，存在函數(shù)u：SR當單方面的背離發(fā)生時，u的變化Δu將被反映到單方面背離博弈者的效用上。
二、在無線通信系統(tǒng)資源分配問題中應(yīng)用博弈論的可行性分析
隨著無線通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展，許多概念和技術(shù)與現(xiàn)有系統(tǒng)相比都有很大的變化。通信系統(tǒng)將具有智能的資源管理，采用大量動態(tài)的、分布式的、自適應(yīng)式的資源管理方式。
三、基于博弈論的動態(tài)頻譜接入方法
如何利用博弈論方法對認知無線電技術(shù)的研究進行分析，其中的關(guān)鍵是如何將博弈論引入到相應(yīng)算法的設(shè)計和分析中，找到算法的納什均衡點。在開始具體的算法研究之前，需要將所研究的問題抽象成博弈論問題模型。
3.1 分布式自適應(yīng)頻譜接入方法
博弈論模型適用于分析認知無線電系統(tǒng)各用戶競爭頻譜的分布式行為，各用戶根據(jù)自己獲得的信息單獨進行決策。
射頻(RF)和微波微電子的封裝是高頻電子封裝技術(shù)的最新發(fā)展,它吸引了大量電子工程師投身于電子封裝和高頻電子領(lǐng)域的研究,也吸引了學術(shù)研究者了解最先進技術(shù)在商業(yè)界應(yīng)用的興趣。它覆蓋了熱量管理、電氣、射頻、散熱的設(shè)計與模擬,封裝技術(shù)與加工方法以及其它相關(guān)射頻、微波封裝的領(lǐng)域。近10年來無線電技術(shù)取得了巨大的進展,同時高頻技術(shù)的應(yīng)用方興未艾。2008年9月16-18日,國際微電子和封裝協(xié)會(IMAPS)在美國加利福尼亞洲的圣地亞哥舉辦第一屆射頻與微波封裝的高級技術(shù)專題討論會,邀請30多名業(yè)界的頂尖人士做了射頻、微波、毫米波和寬帶封裝等高級主題演講,會議取得的效應(yīng)遠遠超乎預(yù)期。
該書是這次會議的論文集,共選論文12篇,每篇論文獨立成章。1.微波和毫米波頻率封裝的基本理論,介紹微波和毫米波頻率的基本設(shè)計、交換性能和額外復(fù)雜性;2.低成本高帶寬的毫米波引導(dǎo)線框封裝,介紹一種新型中繼饋線方法,使低成本高容量的封裝理念可以應(yīng)用到高頻領(lǐng)域。這個方法影響了數(shù)字電子封裝技術(shù);3.微機電毫米波的聚合系統(tǒng),介紹一種大批量生產(chǎn)毫米波無源器件的技術(shù)工藝;4.毫米波板上芯片的集成和封裝,介紹板上芯片的集成與封裝技術(shù)對毫米波電子學領(lǐng)域所帶來的低成本效益,以及討論了毫米波電路性能的若干特殊問題;5,射頻液晶聚合物和毫米波的多層氣密封裝包與組件,提出x、K、Ka-頻段的應(yīng)用組件的薄膜液晶聚合物(LCP)表面安裝封裝技術(shù);6.隨身設(shè)備的射頻、微波基板封裝線路圖,回顧隨身設(shè)備的設(shè)計方案和材料,并討論如何達到所需的封裝密度和性能;7.陶瓷系統(tǒng)在射頻和微波封裝技術(shù)中的應(yīng)用,展示出使用陶瓷材料和陶瓷制造工藝的優(yōu)勢,從而研發(fā)復(fù)雜性不斷增長的多層結(jié)構(gòu);8.毫米波產(chǎn)品的低溫共燒陶瓷(LTCC)層壓材料波導(dǎo),討論復(fù)合材料波導(dǎo),通過數(shù)值仿真的手段,解決材料問題并處理毫米波頻率的內(nèi)部連線有損耗和間隔時所產(chǎn)生的折衷問題;9.射頻、微波應(yīng)用組件的低溫共燒陶瓷(LTCC)基片,展示關(guān)于射頻、微波封裝應(yīng)用中的LTCC技術(shù)的計算機模擬和制造的最新進展,包括當前的LTCC制造技術(shù)、模塊封裝包、高帶寬設(shè)計和集成天線的射頻、微波系統(tǒng)的發(fā)展趨勢;10.用于微電子封裝的高散熱陶瓷和復(fù)合材料,討論散熱復(fù)合材料的高級性能,包括納米碳管、合成金剛石、做結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)后的氮化鋁、氧化鈹?shù)?11.高性能微電子封裝的散熱片材料,回顧了射頻、微波封裝的散熱材料的制造、應(yīng)用和研發(fā),包括傳統(tǒng)的、第二代、第三代散熱材料;12.氮化鋁三維多芯片組件(A1N 3D MCM)的技術(shù)研究,回顧了射頻、微波封裝的氮化鋁三維多芯片組件技術(shù)的最新發(fā)展,包括A1N高溫共燒陶瓷(HTCC)工藝、鎢貼片匹配、燒結(jié)溫度分布圖的影響以及其它實際設(shè)計和制造過程中的問題。
本書主要作者Ken Kuang等人是多年從事該領(lǐng)域研究、具有豐富經(jīng)驗的業(yè)內(nèi)專家。他是國際微電子和封裝協(xié)會(IMAPS)會員兼副主席、圣地亞哥分會的主席。他多次獲得IMAPS的最佳會議論文獎、電子封裝技術(shù)國際大會(ICEPT)的最佳研討會論文獎、IMAPS的主席獎。2004年,他創(chuàng)辦了Torrey Hills Technolo-gies,LLC公司。該公司迅速成長為美國INC500之列,是射頻、微波封裝產(chǎn)業(yè)的引領(lǐng)者。
本書反映了射頻、微波微電子業(yè)界的近期研究成果和發(fā)展動態(tài),是從業(yè)工程師了解行業(yè)最新技術(shù)和發(fā)展的必備指導(dǎo)書籍。
