无线电论文范文

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卫星导航系统的定位技术通常包括四大步骤，首先是根据接收到的信息对飞机的位置信息进行计算与推定，继而对飞机的与卫星之间的相对位置或者是角度与速度等因素进行分析与计算，接着对飞机在系统坐标中的数值进行计算，最后将计算的结果输出、显示，以供系统的使用者使用。整个过程都离不开轨道卫星、地面控制以及用户设备这几大部分设备的组合与协调，也只有这几方面的协调才能够保证信息的获取、传输与计算工作具有高度的准确性。

1.2陆基的无线电导航系统的定位技术

无线电定位技术产生于上世纪的初期，经过多年的发展与研究，当前的陆基定位系统包括了测距仪以及甚高频的全向信标仪（VOR）等设备，能够提供飞机当前的位置信息，保证飞机能够以预定的姿态与速度完成着陆。这种系统主要是通过无线电新海的发射、传播以及接受来进行数据信息的传递与共享，所以其对无线电技术的要求比较高。VOR是一种相位的测角系统，主要由地面的信标台以及机载的接收指示这两部分组成，能够为飞机提供信标台的位置坐标，在200nmile的距离之内的测角精度由于1.4度，其基本的测向原理如图1。

2陆基无线电导航系统建模分析

2.1陆基无线电导航系统建模方案设计

利用DME、VOR进行导航定位的过程中，需要建立起相应的导航数据库模型，并对DME、VOR系统的测距与测角的误差进行分析与建模，进而贾里奇合理的选台算法的模型，进而对VOR的定位进行解算。建模的基本方案设计为根据陆基无线电系统来建立起系统误差的模型，负责对测角与测距的误差建模工作，同时也需要根据无线电系统的特点与结构建立起导航的数据库模型，确定定位系统的台站建立、选台的算法以及工作方式的选择等，最后根据数据模型以及系统的误差模型来对导航定位进行计算，完成飞机的定位工作。

2.2VOR、DME的建模分析

VOR的误差分析与其建模。对VOR的精度造成影响的因素可以划分为两大类，分别存在于制造公差、随机应变环节与独立变量的计算环节，通常来讲在实际的测量工作中大小在一度以内的误差是允许存在的，因此可以建立起相位误差在一度以内的白噪声形式的模型。DME误差分析与建模。影响DME测量精度的因素包括电表在空气中的传播速度、电波折射的误差以及测时工作存在的误差，其中尤以电波在大气中传播造成的影响最大最显著，所以在模型建立的过程中主要考虑的也是这一因素。

3无线电建模与机载综合导航可靠融合技术及其算法

3.1民航机载综合导航系统信息可靠融合的关键技术

民用机载组合导航不仅能够把各种传感器的信息通过计算机组合在一起，进而实现对于信息的集中控制、管理与显示，还能够采用不同的方法来对导航的数据进行优化处理，进而提高导航系统定位的精准性，为民航提供可靠的保障。在对机载的综合系统进行融合的过程中，将惯性的导航系统作为了骨干系统，其他的系统设备则作为了辅助的子导航系统，对系统的惯导定位的发散进行控制。信息融合的过程中主要采用的是故障检测算法，对融合中的系统数据进行检测，进而及时的处理融合过程中的故障，将系统中的健康信息进行保留，进而保证系统的可靠性。

3.2民航机载综合导航系统信息可靠融合的结构与算法

（1）子滤波器的算法。子滤波器是一种最优的融合设计，这种设计的基础便是测量模型的统计特性。如果系统具有自己确定的数学模型，并且系统的噪声以及量测的噪声均符合了高斯分布的特征，那么此时的卡尔曼滤波算法便能够提供系统基于融合数据的最优估计的计算结果。（2）主滤波器的算法。主滤波器的主要功能便是对子滤波器的计算结果进行融合，并且将融合后的计算结果反馈到各个滤波器上，作为下一次处理周期的基础数值，此过程中的参考系统与其余的子系统之间两两形成了局部的滤波器，局部的滤波器负责使用独立的卡尔曼算法进行独立的局部最优估计，而主滤波器则负责将各个计算结果融合，实现最优融合的计算。

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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).

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就目前来说，能对直流输电线路无线电干扰的因素很多，这些因素包括当时电压的具体数据，无线电设备的部署情况等，除此之外，在某些特定的自然环境下也会对直流输电线路无线电干扰产生影响，如雨雪天气或者风力级数过大等。当直流线路在运转中，会有一部分的运输电力变成直流电晕，这时电压状况会变得不稳定，而直流线路的两极波动会一直不停，产生一定的粒子流，粒子流会与无线电的电磁波进行碰撞，改变电磁波的频率，从而干扰了无线电的信号的稳定性与完整性，而且也会对电网系统造成安全隐患，

二、正负极导线电晕放电机理

输电线路的电晕产生在现代的技术标准下是容许的，它是在因为电压的压力大小不同和电流相遇时产生的变化所发生的，因此易变性较强，比较容易受到外界因素的影响而发生频率上的变化，进而对无线电产生或大或小的影响。它的发生机制是线路的导线表面不能承受过多的电位梯度，然后便将这部分动能传到了空气当中，这时空气中的粒子受到了动能的充能便开始发光发电，让这部分空气也具有了导电性。这种现象不仅会造成电力系统的安全隐患，更是造成了巨额的电力资源浪费。因为电晕放电的原因于两极波动产生的，因此当两极的极性改变时，对电晕也会产生影响，极性的改变会让电晕在进行放电时的方式改变，运行线路也会与之前不同。根据研究表明，当放电电极为负极电极时，电晕放电时会比较均匀的扑在导线的表面，这时负电极产生的脉冲也比较弱，复制脉冲的次数也很少，因此这时产生的电晕现象就比较微弱，不会对无线电的电磁波造成较大的影响，无线电的信号基本可以正常使用。但是开始使用正极电极时情况便正好相反，放出的电晕会没有规律的铺在导线的表面，而且这些电流很活跃，脉冲量很大，复制次数也比较多，这时产生的粒子就会对电磁波的频率产生比较严重的影响，从而比较严重的干扰了无线电信号的稳定性与完整性。因此正极放出的电晕要比负极大的多，是对电磁波产生干扰的主要原因。

三、大气条件对无线电干扰的分析影响

因为自然的环境变化性较强，因此大气条件也是在不断变化，比如气压的强弱、温度的增减等，这也导致了在大气变化下对无线电干扰程度的变化，总体来说变化的规律比较复杂，主要与温度和湿度有关有关，具体表现为在湿度减少时干扰会变大，而增加时便会减少。当温度开始降温时对无线电的干扰开始减少，但是升温时变开始变大。

（一）下雨对自流输电线路无线电十扰的分析影响

在下雨的环境下，无线电干扰会发生比较明显的变化。一般在下雨的初期，由于部分水滴会与电晕放电产生反应，然后继续放电，所以会增强对无线电的干扰，但是在下雨的事件延长以后，这部分放电现象会栾国祥国网黑龙江省电力有限公司哈尔滨供电公司黑龙江哈尔滨150000消失，这时对无线电的干扰也会慢慢下降，下降的最大值可以到正常情况下的三分之一的程度。当下雨完毕以后，无线电的干扰的程度又会恢复到原来的正常水平。

(二）风对自流试验

1.特高压自流试验线段电晕电流驻波对无线电十扰水平分析影响

分特高压自流试验线段长度有限，无线电十扰测量位置与试验段末端(试验线段末端开路1距离仅为450m，山于无线电十扰电流在试验线段末端发生反射，可能出现驻波，从而，有限长的试验线段产生的无线电十扰水平与相同条件下的正常输电线路(长线段)产生的无线电十扰水平可能小同。根据理论分析，受驻波影响，正极导线外20m处无线电十扰频谱将出现震荡趋势，取震荡波形的上下包络线的几何平均值，即为短线段等效至长线段的无线电十扰水平。

2.不同风速下自流输电线路无线电十扰试验

通过试验发现，风对自流输电线路无线电十扰的影响与风速和风向有关，取风向较为稳定的冬季，统计北风(山负极性吹向正极性)情况下，双极运行小同风速时自流试验线段的无线电十扰横向分布。

3.晴天无风时无线电十扰水平试验

研究风对自流输电线路无线电十扰的影响，确定风对无线电十扰影响的修正方法，首先要确定无线电十扰的基准计算方法。风速增大会使电晕层外积聚的正电荷容易被驱散，使正极导线流注型放电的间隔减小，强度增加，无线电十扰场强值增大。另外，山于风向为负极指向正极，风会将负极电晕产生的负电荷吹到正极导线附近，中和掉部分电晕层外积聚的正电荷，使流注型放电的间隔减小，强度增加，无线电干扰场强值增大，说明风使无线电干扰值增加的原因，主要是将负极导线放电产生的负电荷吹向正极导线，中和掉部分电晕层外积聚的正电荷，从而使正极导线电晕将更加强烈。

四、减少电晕的措施

第一种是将电力系统电压降低，使电压达不到电晕的起始电压，但是这种方法不符合电力系统的运行要求，基本不能运用。第二种是减少导体电极曲率半径小的部位。这是减少和防止电晕的最佳途径。鉴于此，我们可以对电力系统易产生电晕的三个地方进行适当技术处理。首先，在变电所母线两端加装球形附件，使母线两端不平滑部分不暴露在空气中，以及在耐张线夹与绝缘子碗头连接处采用线夹穿钉开口销封闭装置，使开口销不会暴露在空气中。然后，在线路耐张杆塔的跳线两头套用球头状铝筒棒；对于直线杆塔悬垂线夹挂板穿钉上的开口销和耐张杆塔、终端杆塔绝缘子碗头与耐张线夹连接的穿钉上的开口销，采用线夹穿钉开口销封闭装置。

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由于网格化无线电监测系统目前发展仍不完善，存在相当多的问题，在试点的基础上推动网格化无线电监测的发展。同时，注意和传统无线电监测系统的融合，为网格化无线电的发展提供可供参考的经验和教训。

2网格化无线电监测系统需要解决的主要问题和有效的应对方案

2.1无线电监测传感器选址方面的思考

地理位置和地形地势对无线电频谱资源的利用产生很大的影响，尤其是许多多山的西部城市，监测传感器的正常工作以实现低功率和高密度的要求，对整个无线电监测系统的建设产生关键的作用的是站址的选择。TDOA的精度要控制在300m以下。为了完成这一要求，首先，根据时差定位的原理，笔者推荐在成都市已经得到验证的三站TDOA定位的方法，通过信号处理技术进行时差参数估计，计算信号抵达接收站的时间差以实现目标定位，把目标设置在等边三角形的内部以实现监测精度的完美测算。然后，因为无线电信号经过多次反射之后会出现信号衰落等现象，导致数据信息准确性大打折扣，频率选择性出现偏差，因此在无线电监测传感器位置的选择上要充分考虑这一现象。最后，对于地形比较复杂的地区，需要进行布点修正来解决高山等地形带来的监控盲区问题。综上所述，监测传感器的位置选择应结合地形（充分考虑高楼等因素）按照蜂窝的形状进行设置，在城市中心的郊区进行不同疏密程度的选择。

2.2建立标准统一的频率台站数据系统问题

在传统的大站制无线电监测系统时代，由于监测网的结构方面的局限性，各站点之间的时间性和空间性联系不大，而且其数据采集机制和储存机制之间也存在方式上的差异，数据融合没有任何意义。网格化的无线电监测体系，能够有效地解决这一问题，网格化的无线电监测体系首先要解决的问题就是建立标准统一的频率站台数据系统，使监测的数据都能都统一起来便于信息的交互和分析。在网格化无线电监测系统的试点过程中，建立起一套与国家推荐标准相同的数据信息系统。