无线电技术论文范文

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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。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).

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1.1基于软件的广电系统

软件无线电的最大特色在于其在底层硬件的支持之下，以软件编程的模式来完成传统广电系统的所有技术功能，从而一举改变了传统的仅仅依赖硬件的方案。基于软件的广电系统正是通过此原理来构建的数字化技术的广电系统。最重要的核心模块是“数字电视（广播）通用调制”模块，其主要功能一方面能够进行所有类别的广播电视数字信号的产生，还包括为原始信号插入各类辅助功能信号，例如同步信号、时钟信号以及纠错冗余信号等等。通过灵活的软件编程，一方面能够方便地产生所需的各种格式的数字信号，从而使之能够和各类底层协议模块相互匹配，另一方面也能够较方便地进行升级换代，和几乎所有的主流传输介质相兼容。如果体制中增加了新的编码模式，则不必更换硬件模块，只需在软件方面进行接口和协议的改动即可完全适应新的方式，因此设备的升级换代变得非常方便，节约了投资，设备的研发周期也大大缩短，新的功能能够灵活地加入进来。在具体的技术实现方面，由于当前的光电通信底层网络已经拥有很高的传输速率与很高的带宽水平，而当前的各类硬件价格正在不断下降，升级更新周期也逐渐缩短，因此应该将灵活的软件模块与固有的硬件模块进行协同配合设置，以实现技术收益的最大化。结合当前的信息技术现状，假若将整个的系统均交由软件来设计与实现，则软件的执行对于CPU等资源的耗费是必须考虑的。因此在全面考虑之下，其可行的方案为：

（1）底层信息传输系统以模块化的方式进行构建，由不同的模块提供针对性的软件接口，共同构建信道系统，主要有调制解调模块、频率分配模块、编译码模块等等，这些模块均接受中央处理单元的控制，软件的使用主要体现在对信息传输系统的参数设置方面，例如调制解调模式的设置与选择、信道编解码方式的设置于选择、信道加密解密模式的确定等等。

（2）具体模块在实现方面则选择硬件与软件配合使用的模式，将各类负载合理地分配在软件单元与硬件单元之上，为了减少软件对于资源的消耗，可以在硬件方面做出一些调整，例如增加一些可编程芯片等。

1.2基于软件的数字电视系统

当前，我国比较通行的数字电视主要存在着DVB-S，DVB-C以及DVB-T等制式，而且由于用户的原因，数字电视将在很长的一段时期之内同时兼容各类制式。这些情况也直接体现在我国目前的主流数字电视接收机的厂商中，当前的机顶盒也充分考虑了多种制式的现象，这也能够推进我国数字电视的推广速度，使其覆盖范围扩大，使用户的投入减少。构建的数字电视系统，能够结合不一样的传输制式，来为其加载相对应的软件单元，从而实现终端与传输底层协议的匹配，已经被证实是一种比较可靠的实现方法和解决方案。目前对这种技术进行推广的主要阻力来自于成本问题，由于数字电视最终归属于普通的家电类商品，如果定价偏高则会鲜有人问津。而随着微电子技术突飞猛进的发展，不少产品的成本正在逐步降低，因此给予软件的数字电视产品最终会通过市场来反哺其研发，实现良性的循环。

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中图分类号：TN914文献标识码：A 文章编号：1005-5312（2011）11-0262-01

作为近年来信息技术领域发展最为迅速的无线通信包括移动通信技术，彻底改变了人信的生活方式和工作方式。无论是工作还是生活，各种无线通信设备已经是人们不可缺少的需要。

移动通信技术，必须解决一些关键的电磁兼容问题，使得技术的发展建立在一个合理的基础结构之上，既兼顾到各种无线电技术不同种类之间的电磁兼容性问题，也兼顾到今天和将来技术持续性发展的电磁兼容性问题。研究工作必然包括系统内部和系统之间的电磁兼容两个方面：作为一个系统，特别具有高频器件和电路的无线电系统，其内部的电磁兼容问题非常复杂。对于高速 信息传输系统统尤其要给予重视，这将是下个世纪电磁兼容问题的一个重要研究领域。另外，一些关键的、来自于系统之间的电磁兼容性问题也必须引起重视。

一、宽带无线通信系统与窄带无线系统之间的电磁兼容问题

目前,正在使用的900兆赫频段（AMPS、TACS、ETACS、GSM900、CDMA800）6和1800兆赫频段（DCS1800、CDMA）之间是一种倍频或者准倍频关系，他们之间的低次谐波之间会出现近似相等的情况，互影响严重，需要严格和认真的考虑。目前，大力开发的第三代宽CDMA系统的工作在2400兆赫频段，其与900和1800兆赫频段系统的兼容能力将是这项新技术在未来几年取得成功的一个关键因素。

二、移动通信系统、无线接入系统、无绳和寻呼系统之间的电磁兼容问题

移动通信系统工程与寻呼系统、包括高速Flex系统的电磁兼容问题可能成为一个关键的问题。这些寻呼系统发射功率大，基站多，影响面大，另外许多用户同时使用移动电话BP机，以节约使用费。这些因素会对移动通信系统/城市无线本地接人系统产生重要影响。

三、地面无线电系统、同温层系统和卫星系统之间的电磁兼容性问题

当“依”系统、“Teldesic”等复杂和中低轨道系统建成的时候，这些系统由于直接与地面终端通信，到达地面的功率远高于目前的同步轨道系统，因而与地面无线电通信系统之间的兼容问题将是全球通信网、特别是移动通信网成败的关键。目前，正在研究和实施的同温层移动通信系统，由于其定位高度更低，其与卫星和地面系统之间的电磁兼容问题应格外受到关切。

四、宽带、超高速移动能信息其他系统之间的电磁兼容性问题

在将来，高速宽带移动通信事业交进发展的主要方向，它是全球个人多媒体移动通信业务的基础。相应，宽带电磁兼容性的研究是非常重要的工作。这一方面是为了提高宽带移动业务的可靠性；另一方面是为了降低宽带业务系统设备内部、移动网内部、移动网之间、移动网和非移动网之间、移动通信和非通信业务设备之间的干扰，提高兼容工作的能务和信息的保密性。

五、无线电系统与其他系统之间的电磁兼容性

其他的系统很多，包括家用电器、军事通信、医院设备、广播等，虽然已经制定一些相关的法律，比如禁止在医院、机场、飞机上、军事重地等使用移动电话，但干扰的问题从来就没有停止过。令我们记忆犹新的广州白云机场飞机停飞事件，就是寻呼系统造成的。

总括起来，由于无线电通信系统的发展，我们面对下个的电磁兼容问题包括。

（1）系统内部和外部、系统之间的工作频谱设计、寄生信号和非线形发射及感应结构的研究。

（2）各种无线业务包括新业务的电磁兼容概念、定义和标准的研究。

（3）面向对象，尤其是宽频带系统电磁兼容模型，分析方法和实验方案的研究。

（4）满足电磁兼容标准的宽带移动通信系统与网络的概念、定义和方案的研究与提出。

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一、无线网络概述

无线网络技术涵盖的范围很广，既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术。通常用于无线网络的设备包括便携式计算机、台式计算机、手持计算机、个人数字助理(PDA)、移动电话、笔式计算机和寻呼机。无线技术用于多种实际用途。例如，手机用户可以使用移动电话查看电子邮件。使用便携式计算机的旅客可以通过安装在机场、火车站和其他公共场所的基站连接到Internet。在家中，用户可以连接桌面设备来同步数据和发送文件。

二、无线网络的标准

为了解决各种无线网络设备互连的问题，美国电机电子工程师协会(IEEE)推出了IEEE802.11无线协议标注。目前802.11主要有802.11b、802.11a、802.11g三个标准。最开始推出的是802,11b，它的传输速度为lIMB／s，最大距离室外300米，室内约50米。因为它的连接速度比较低，随后推出了802.11a标准，它的连接速度可达54MB／s。但由于两者不互相兼容，致使一些早已购买802.11b标准的无线网络设备在新的802，11a网络中不能用，所以IEEE又正式推出了完全兼容802.11b标准且与802.11a速率上兼容的802.11g标准，这样通过802.11g，原有的802.11b和802.11a两种标准的设备就可以在同一网络中使用。IEEE802.11g同802.11b一样，也工作在2.4GHz频段内，比现在通用的802.11b速度要快出5倍，并且与802，11完全兼容，在选购设备时建议弄清是否支持该协议标准。选择适合自己的，802.11g标准现在已经开始普及。

三、无线网络类型

(一)无线广域网(WWAN)。无限广域网技术可使用户通过远程公用网络或专用网络建立无线网络连接。通过使用由无线服务提供商负责维护的若干天线基站或卫星系统，这些连接可以覆盖广大的地理区域，例如若干城市或者国家(地区)。目前的WWAN技术被称为第二代(2G)系统。2G系统主要包括移动通信全球系统(GSM)、蜂窝式数字分组数据(CDPD)和码分多址(CDMA)。现在正努力从2G网络向第三代(3G)技术过渡。一些2G网络限制了漫游功能并且相互不兼容；而第三代(3G)技术将执行全球标准，并提供全球漫游功能。ITU正积极促进3G全球标准的指定。

(二)无线局域网(WLAN)。无线局域网技术可以使用户在本地创建无线连接(例如，在公司或校园的大楼里，或在某个公共场所，如机场)。WLAN可用于临时办公室或其他无法大范围布线的场所，或者用于增强现有的LAN，使用户可以在不同时间、在办公楼的不同地方工作。WLAN以两种不同方式运行。在基础结构WLAN中，无线站(具有无线电网卡或外置调制解调器的设备)连接到无线接入点，后者在无线站与现有网络中枢之间起桥梁作用。在点对点(临时)WLAN中，有限区域(例如会议室)内的几个用户可以在不需要访问网络资源时建立临时网络，而无需使用接入点。

(三)无线个人网(WPAN)。无线个人网技术使用户能够为个人操作空间(POS)设备(如PDA、移动电话和笔记本电脑等)创建临时无线通讯。POS指的是以个人为中心，最大距离为10米的一个空间范围。目前，两个主要的胛AN技术是“Bluetooth”和红外线。“Bluetooth”是一种电缆替代技术，可以在30英尺以内使用无线电波传送数据。Bluetooth数据可以穿过墙壁、口袋和公文包进行传输。“Bluetooth专门利益组(SIG)”推动着“Bluetooth”技术的发展，于1999年了Bluetooth版本1.0规范。作为替代方案，要近距离(一米以内)连接设备，用户还可以创建红外链接。

为了规范无线个人网技术的发展，IEEE已为无线个人网成立了802.15工作组。该工作组正在发展基于Bluetooth版本1.0规范的WPAN标准。该标准草案的主要目标是低复杂性、低能耗、交互性强并且能与802.11网络共存。

无线个人网和无线局域网并不一样。无线个人网是以个人为中心来使用的无线个人区域网，它实际上就是一个低功率、小范围、低速度和低价格的电缆替代技术。但无线局域网却是同时为许多用户服务的无线网络，它是一个大功率、中等范围、高速率的局域网。

最早使用的WPAN是1994年爱立信公司推出的蓝牙系统，其标准是[EEE802.15.1[w-BLUE]。蓝牙的数据率为720kb／s，通信范围在10米左右。为了适应不同用户的需求，无线个人网还定义了另外两种低速WPAN和高速WPAN。

(四)无线城域网(WMAN)。无线城域网技术使用户可以在城区的多个场所之间创建无线连接(例如，在一个城市或大学校园的多个办公楼之间)，而不必花费高昂的费用铺设光缆、铜质电缆和租用线路。此外，当有线网络的主要租赁线路不能使用时，WWAN还可以作备用网络使用。WWAN使用无线电波或红外光波传送数据。为用户提供高速Internet接入的宽带无线接入网络的需求量正日益增长。尽管目前正在使用各种不同技术，例如多路多点分布服务(MMDS)和本地多点分布服务(LMDS)，但负责制定宽带无线访问标准的IEEE802.16工作组仍在开发规范以便实现这些技术的标准化。

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与有线电通信技术相对应，近年来无线电通信技术得到了快速飞跃的发展，鉴于频谱资源的有限性，及社会各界对无线电频谱资源的强烈需求，使无线电技术及其管理问题日益受到人们的广泛重视。

一、无线电通信技术

无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明，下面具体介绍：

（一）3G技术

3G，全称为3rdGeneration，中文含义就是指第三代数字通信。目前3G无线电通信技术标准主要有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA。从技术角度来看，3G主流技术已经基本成熟，CDMA2000由于技术本身的平滑演进特性，进入3G的障碍不大。WCDMA以前受版本不断更新的影响，阻碍了商用进程，但目前主体标准已经定型，具备了规模商用的基础。事实上欧美等运营商已经进入了3G网络部署阶段。TD-SCDMA是中国自主知识产权的3G标准，该标准将智能无线、同步CDMA和软件无线电等当今国际领先技术融于其中，在频谱利用率、对业务支持具有灵活性、频率灵活性及成本等方面的独特优势。另外，由于中国内的庞大的市场，该标准受到各大主要电信设备厂商的重视，全球一半以上的设备厂商都宣布可以支持TDSCDMA标准。该标准提出不经过2.5代的中间环节，直接向3G过渡，非常适用于GSM系统向3G升级。

（二）3.5GHz技术

3.5GHz宽带固定无线接入技术MMDS，是工作于3.5GHz无线频段上的中宽带无线接入技术，宽带固定无线接入技术因为其高带宽、建设速度快、接入方式灵活等特点，受到了业界的关注。现在MMDS使用了传统的调制技术，但是未来的技术将是基于VOFDM的，接收端与反射的信号相结合，生成一个更强的信号。这种技术成本低廉，常用于远离服务中心的小型企业接入网，它有时被称为WDSL或通称为宽带无线技术。但这项技术也有其局限性，比如高频段26GHz的LMDS技术受天气影响较大，而3.5GHzMMDS技术在我国又受到了带宽不足等因素的限制。

（三）WLAN（Wi－Fi）技术

无线局域网技术WLAN（Wi－Fi），其技术标准为802.11，可实现十几兆至几十兆的无线接入。我国目前发展的主要是802.11b标准的WLAN网络，支持11Mbps的无线接入。WLAN技术将在特定的区域和范围，特别是热点区域和高速信息接入领域，发挥对移动通信网络的重要补充作用。

（四）WiMAX技术

WiMAX即全球微波接入互操作系统，WiMAX不仅在北美、欧洲迅猛发展，而且这股热浪已经推进到亚洲。WiMAX又称为802.16无线城域网，是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案。因在数据通信领域的高覆盖范围(可以覆盖25～30英里的范围),以及对3G可能构成的威胁，使WiMAX在最近一段时间备受业界关注。WiMAX相对于Wi－Fi的优势主要体现在Wi－Fi解决的是无线局域网的接入问题，而WiMAX解决的是无线城域网的问题。Wi－Fi只能把互联网的连接信号传送到300英尺远的地方，WiMAX则能把信号传送31英里之远。Wi－Fi网络连接速度为每秒54兆，而WiMAX为每秒70兆。

二、加强无线电管理的主要措施和手段

无线电通信电技术目前得到了较广泛的应用，但由于无线电通信自身的应用和技术特征，导致必须对无线电进行有效管理，以使之规范、安全、稳定的运行。根据笔者的总结，目前加强无线电管理的主要措施和手段主要有：

（一）要增强做好无线电管理工作的责任感和使命感

要增强做好无线电管理工作的责任感和使命感。无线电频率是宝贵的国家战略资源，应组织专门力量，针对动态情况，严加管理和合理利用。要从国家政治高度、从资源管理高度，深刻认识无线电管理工作的重要意义和内涵，强化大局意识，危机意识，健全管理机制，以适应和服务于国家发展的需要。同时加强对管理人员的培训，努力做到无线电管理的法制化、规范化、科学化。（二）要切实抓好无线电监测网络的建设

无线电监测网络为无线电管理工作提供必要技术支持，是无线电技术管理的基础设施。加强无线电监测网络建设就是要将全国分散的无线电监测站（中心）进行优化整合，加强各监测站之间的协作关系，加强无线电监测工作，提高频率资源的有效利用，维护空中通道的畅通，使各种无线电业务相互兼容、正常工作，以维护国家频率的科学、合理、有效使用。

（三）要加强无线电管理的执法力度

无线电技术为无线电通信的开展提供了重要技术支撑，随着无线通信技术的发展和相关应用的增多，国内相关立法应当逐步完善和成熟，国家应尽快出台一部专门的无线电法律法规以适应国家经济和无线电技术发展。无线电管理部门一方面要严格按照国家的相关法律法规进行管理，做到严格、规范，另一方面要严格遵守国家的法律法规，不做与法律相违背的事，维护法律的尊严。

（四）建设一支坚强有力的无线电管理专业队伍

搞好无线电管理工作，必须有一支思想好、技术精、作风硬、执法严的管理队伍。在实际运作过程中，要采取请进来、走出去、岗位练兵等措施，支持鼓励专业技术人员参加各类培训，强化技能训练。在法律法规、无线电管理、监测与检测技术、计算机技术等方面，引导和要求管理人员，自觉跟踪无线电技术发展新动态，理论联系实际进行技术交流，使之与当前管理任务相适应。同时还要加强职业道德、政治素质、保密制度、通信纪律、通信规则、值班制度等行业中必需的修养和建设，提高其执政能力，不辱使命，高质量完成国家赋予无线电管理部门的神圣职责。

无线电通信技术作为极具有发展潜力的一门通信技术，目前得到了持续和持久的快速发展，但在快速发展的过程中，仍时常暴露出管理方面的不足，因而我们应该坚持两条腿走路，一方面，加强技术研究，另一方面，加强管理，使之实现又好又快的发展。

参考文献：

[1]高兆霖，《超宽带无线电技术及实际应用》，载《铁道技术监督》，2007年10月.

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1概述

nRF902是一个单片发射器芯片，工作频率范围为862～870MHz的ISM频带。该发射器由完全集成的频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器组成。由于nRF902使用了晶体振荡器和稳定的频率合成器，因此，频率漂移很低，完全比得上基于SAW谐振器的解决方案。nRF902的输出功率和频偏可通过外接电阻进行编程。电源电压范围为2.4～3.6V，输出功率为10dBm，电流消耗仅9mA。待机模式时的电源电流仅为10nA。采用FSK调制时的数据速率为50kbits/s。因此，该芯片适合于报警器、自动读表、家庭自动化、遥控、无线数字通讯应用。

2引脚功能和结构原理

nRF902采用SIOC-8封装，各引脚功能如表1所列。

表1nRF902的引脚功能

引脚端符号功能

1XTAL晶振连接端/PWR-UP控制

2REXT功率调节/时钟模式/ASK调制器字输入

3XO8基准时钟输出（时钟频率1/8）

4VDD电源电压（+3V）

5DIN数字数据输入

6ANT2天线端

7ANT1天线端

8VSS接地端（0V）

图1所示是nRF902的内部结构，从图中可以看出：该芯片内含频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等电路。

通过nRF902的天线输出端可将平衡的射频信号输出到天线，该引脚同时必须通过直流通道连接到电源VDD，电源VDD可通过射频扼流圈或者环路天线的中心接入。ANT1/ANT2输出端之间的负载阻抗为200～700Ω。如果需要10dBm的输出功率，则应使用400Ω的负载阻抗。

调制可以通过牵引晶振的电容来完成。要达到规定的频偏，晶振的特性应满足：并联谐振频率fp应等于发射中心频率除以64，并联等效电容Co应小于7pF，晶振等效串联电阻ESR应小于60Ω，全部负载电容，包括印制板电容CL均应小于10pF。由于频率调制是通过牵引晶振的负载（内部的变容二极管）完成的，而外接电阻R4将改变变容二极管的电压，因此，改变R4的值可以改变频偏。

将偏置电阻R2从REXT端连接到电源端VDD对可输出功率进行调节。nRF902的工作模式可通过表2所列方法进行设置。

表2nPF902的工作模式设置

引脚

工作模式XTALREXTXO8DIN

低功耗模式（睡眠模式）GND---

时钟模式VDDGNDVDD-

ASK模式VDDASK数据VDD或者GNDVDD

FSK模式VDDVDDVDD或者GNDFSK数据

在FSK模式时，调制数据将从DIN端输入，这是nRF902的标准工作模式。

ASK调制可通过控制REXT端来实现。当R2连接到VDD时，芯片发射载波。当R2连接到地时，芯片内部的功率放大器关断。这两个状态可用ASK系统中的逻辑“1”和逻辑“0”来表示。在ASK模式，DIN端必须连接到VDD。

时钟模式可应用于外接微控制器的情况，nRF902可以给微控制器提供时钟。它可在XO8端输出基准时钟，XO8端输出的时钟信号频率是晶振频率的1/8。如晶振频率为13.567MHz，则XO8输出的时钟信号频率为1.695MHz。

在低功耗模式（睡眠模式），芯片的电流消耗仅10nA。在没有数据发射时，芯片可工作在低功耗模式以延长电池的使用时间。电路从低功耗模式转换到发射模式需要5ms的时间，从时钟模式转换到发射模式需要50μs的时间。

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1.可用性高。

无线电通信技术的使用，除了一般普通的日常生活外，最被广泛使用的是军事和经济领域，原因就是，无线通信的设备，一般体积不大，像手机越来越轻巧、方便携带了，它的储存容量大，最小的也要8G，这就很方便对大容量信息进行收集，不必准备大量储存U盘，只有必要时才需要；之所以用于军事，还有一个特点就是隐蔽性好，如果装有重要机密信息的话，只要做好保密工作，即使落到敌人手中，也不容易被察觉找到。总体来说，它的可用性确实很高。

2.可靠性高。

至于可靠性，这就体现在它的质量上，一句话，就是质量好，遇到任何危机情况，比如暴晒雨淋，洪涝灾害，甚至碰上地震等恶劣自然环境下，它的通信信号也还是比较稳定，对信息的传递还是有一定保障的，比传统有限信号相比，可靠性大大提高了它的使用率的普及。

3.时间、地域的灵活性。

在现在通信技术发展迅速的背景下，鲜少有人能留意到交流中所跨越的距离、容量以及空间问题，无线电通信技术不仅有效避免了空间、距离与容量给正常交流所带来的困扰，实现了信息传输功能。

2）缺点主要有：

无线电通信技术最大的缺点就是数据或信息在传输过程中容易遭受干扰，有些无线电的抗干扰能力很差，这就使得文件、视频、图像等在传输中容易失真，获取信息不准确，导致决策的失误；无线电信号并不是在每一个角落都可以普及，建筑物比较多，或者乡村、大山深谷中，就没法使用无线电信号，一是地理位置不方便，而是无线电通信技术并非成熟和完美，到目前位置，任然存在很多问题。

二、关于如何创新无线电通信技术的对策

1.采取数字通信技术

将无线通信技术数字化，不仅可将射频频谱的效率提高，还可使语音、数据以及控制功能通过指定的频谱进行扩展，此外还可实现集成且快速的数据访问。将系统频谱资源的可用率提高，加强信号维持的稳定性，是有效防止在通信中通信信号受到不同因素干扰的手段。

2.推广施行宽带化信息技术

宽带化信息技术是推进光导纤维传输技术以及高通透量网络节点的关键之处，特别是最近几年，技术宽带化逐渐在世界范围内普及，无线电通信技术已呈现出宽带化发展趋势，因此推广施行宽带化信息技术对于稳定无线电通信技术的通信信号而言，具有重要意义。

3.通信技术实现个人信息化

通信技术个人信息化，无意就是将技术切成小块，每个限制了技术的份量，就想吃蛋糕一样，谁都能尝得到，谁都拥有，不至于有人独霸。个人信息化差不多就是这个意思。目的是，减少信息在多人传递过程中导致传递渠道堵塞，信息无法畅通发出，最终又导致要么信息数据发不出去，要么传播的信息有误，图像视频等压缩包损毁。通信技术的个人信息化，是全球信息化的产物，所以，这是时代的必然发展趋势。

4.开发具有潜力的网络接入样式

固定技术上的融合不同于其他的通信业务，WAP（无线应用协议）出现之后，在大幅度调动了无线数据业务的展开之余，同时也促进了许多业务信息通过信息网络进行传送。融合电信网络和计算机网络，新旧结合，开发具有潜力的网络接入样式，从而满足生活中、生产中对通信技术的不同需求。

5.过渡电路网络的交替

现在我们使用无线或有线通信的时候，每个人都会有一个IP地址，这就像你自己的身份证一样，只能个人使用，这就保证了电路网络的不拥堵，增强信号的接受能力。这种方法很好地解决了无信通信信号受干扰的困扰，对数据以及省份的保密都有了一个良好的保障。

6.推广SDR（软件无线电）

SDR技术是无线通信中用以操纵与控制纯硬件电路的现代化软件。改变了设备通信功能依赖硬件发展这一格局，通过软件实现多种通信功能。相比传统的无线电系统，SDR具有多种优势。无线电通信技术中的对抗、侦察等方面深受大家的关注，然而该功能局限在军事通讯的范围中，若进一步推广到市场中，将会使无线电通信技术的保密性得到进一步的进步与发展。

三、无线电通信技术的通信方法的拓展

1.将数字化技术植入通信技术领域

为了避免信号的传输受干扰保持信号传输的稳定需要提高系统的频谱资源的利用效率从而也可以加大系统的通信容量保证图像数据的准确性最大程度上实用户信息的安全性和保密。

2.推进无线接入宽带化的发展

在世界范围内的通信领域无线宽带的接入技术已有很大的提高,信息的宽带化推动高通透量的网络和光纤传输技术的发展将这些方面的应用技术相结合就能更好地确保信息技术的传输稳定。

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在宽带网建设中,除了增加骨干网传输通路的带宽、网上服务器的处理能力及路由器速度以外,主要是缓解用户接入网瓶颈。目前,宽带用户接入技术主要有高速数字环路(xDSL)、光纤接入方式、双向混合光纤/同轴电缆(HFC)和宽带无线接入网(如MMDS和LMDS)等手段。其中,宽带无线接入是近年来新兴的一种接入手段。本文将重点探讨宽带无线接入技术及其应用前景。

1.无线接入技术发展的特点

1.1首先,话音通信和宽带数据通信逐渐无线化。随着固定无线接入系统和移动通信系统在技术和市场方面的发展,通过无线方式进行通信的用户数量急剧增长,在几年后,无线话音通信和窄带数据通信的用户数量将可能超过有线用户。目前在中国的部分地区,移动电话用户的增长数量已超过有线电话用户的增长。

1.2无线通信须适应IP业务的发展。随着计算机的普及和电子商务等新业务的发展,数据通信业务量正以指数规律增长,其中使用IP协议进行数据通信的业务量更是急剧增加。固定无线接入系统和移动通信系统须适应IP通信业务发展的需求,并逐渐向高速、宽带通信网推进。

1.3无线通信与有线通信始终在互补支持发展。与无线通信相比,有线通信具有容量大、速率高、宽频带和传输质量稳定的特点,能满足高速数据通信和宽带多媒体业务的通信需求。在无线通信方面,第三代移动通信拟达到的目标是静止状态下为2Mbit/s,10GHz频段下的固定无线接入通信已可实现20Mbit/s左右或更高速率。更高频段的无线接入亦在向更高速率迈进,无线通信正利用其实现个人通信的优势始终与有线通信在互补支持发展着。

2.无线接入系统在通信网中的定位

无线接入技术的主要作用是,在一定条件下,用于提供本地交换局至用户终端之间的通信传输,但不提供局间漫游服务。在建筑物内或局部区域,可通过移动终端提供服务。在地形复杂的山区、海岛或用户稀少、分散的农村地区,铺设有线电缆比较困难、投资大,用户经济实力较低,只有选用无线接入技术,才能解决电话普及与运营企业的经济效益的矛盾。在遇到洪水、地震、台风等自然灾害时,无线接入系统可作为有线通信网的临时应急系统快速提供基本业务服务。

在通信网中,无线接入系统的定位是:本地通信网的部分是本地有线通信网的延伸、补充和临时应急系统。

3.无线接入技术

3.1MMDS接入技术

MMDS多路微波分配系统已成为有线电视系统的重要组成部分,MMDS是以传送电视节目为目的,模拟MMDS只能传8套节目,随着数字图像/声音技术和对高速数据的社会需求的出现,模拟MMDS正在向数字MMDS过渡。MMDS的频率是2.5～2.7MHz。它的优点是:雨衰可以忽略不计;器件成熟;设备成本低。它的不足是带宽有限,仅200MHz。许多通信公司看中用LMDS技术来作为数据、话音和视频的双向无线高速接入网。但由于MMDS的成本远低于LMDS,技术也更成熟,因而通信公司愿意从MMDS入手。它们正在通过数字MMDS开展无线双向高速数据业务,主要是双向无线高速英特网业务。

近年,我国有的大城市已经成功地建成了数字MMDS系统,并且已经投入使用。不仅传送多套电视节目,同时还将传送高速数据,成为我国数字MMDS应用的先驱。数字MMDS不应该单纯为了多传电视节目,而应该充分发挥数字系统的功能,同时传送高速数据,开展增值业务。高速数据业务能促进地区经济的发展,同时也为MMDS经营者带来更大的经济效益。因为数据业务的收入远高于电视业务的收入。

3.2LMDS接入技术

本地多点分配业务LMDS工作于24GHz～38GHz频段,带宽在1.3GHz左右,传输容量大和应用灵活等特点使其成为目前倍受瞩目的天线宽带接入技术。

一个完整的LMDS系统由四部分组成,分别是本地光纤骨干网、网络运营中心(NOC)、基站系统、用户端设备(CPE)。

宽带无线接入技术主要有多通道多点分配业务(MMDS)和本地多点分配业务(LMDS)两种。它们是在成熟的微波传输技术上发展起来的,所采用的调制方式与微波传输相似,主要为相移键控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度调制QAM(包括4-QAM、16-QAM、64-QAM等)。不同之处是MMDS和LMDS均采用一点多址方式,微波传输则采用点对点方式。

LMDS的特点是:

(1)LMDS的带宽可与光纤相比拟,实现无线“光纤”到楼,可用频带至少1GHz。与其他接入技术相比,LMDS是最后一公里光纤的灵活替代技术。

(2)光纤传输速率高达Gb/s,而LMDS传输速率可达155Mb/s,稳居第二。

(3)LMDS可支持所有主要的话音和数据传输标准,如ATM、TCP/IP、MPEG-2等。

(4)LMDS工作在毫米波波段、20~40GHz频率上,被许可的频率是24GHz、28GHz、31GHz、38GHz,其中以28GHz获得的许可较多,该频段具有较宽松的频谱范围,最有潜力提供多种业务。

LMDS的缺点是:

(1)传输距离很短,仅5～6Km,因而不得不采用多个小蜂窝结构来覆盖一个城市。

(2)多蜂窝系统复杂。

(3)设备成本高。

(4)雨衰太大,降雨时很难工作。

3.3WCDMA接入技术

WCDMA技术能为用户带来最高2Mbit/s的数据传输速率,在这样的条件下,现在计算机中应用的任何媒体都能通过无线网络轻松地传递。WCDMA的优势在于,码片速率高,有效地利用了频率选择性分集和空间的接收和发射分集,可以解决多径问题和衰落问题,采用Turbo信道编解码,提供较高的数据传输速率,FDD制式能够提供广域的全覆盖。下行基站区分采用独有的小区搜索方法,无需基站间严格同步;采用连续导频技术,能够支持高速移动终端。相比第二代的移动通信技术,WCDMA具有:更大的系统容量、更优的话音质量、更高的频谱效率、更快的数据速率、更强的抗衰落能力、更好的抗多径性、能够应用于高达500Km/h的移动终端的技术优势,而且能够从GSM系统进行平滑过渡,保证运营商的投资,为3G运营提供了良好的技术基础。WCDMA通过有效地利用宽频带,不仅能顺畅地处理声音、图像数据、与互联网快速连接,而且WCDMA和MPEG-4技术结合起来还可以处理真实的动态图像。

3.43G通信技术

在上述通信技术的基础之上,无线通信技术将迈向3G通信技术时代。3G强大的带宽和传输速率给多媒体通信提供了高速传输的可能性。从通信容量上,3G较第二代移动通信系统有大幅提升。另外,3G有效地利用了频率选择性分集和空间的接收和发射分集,可以解决多径问题和衰落问题,使传输速率有了大幅提高,该技术又称为国际移动电话2000,该技术规定,移动终端以车速移动时,其传转数据速率为144Kbps,室外静止或步行时速率为384Kbps,而室内为2Mbps。但这些要求并不意味着用户可用速率就可以达到2Mbps,因为室内速率还将依赖于建筑物内详细的频率规划以及组织与运营商协作的紧密程度。然而,无线LAN一类的高速业务的速率已可达54Mbps。

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一、无线电通信技术的发展历程

1895年5月7日俄国物理学家波波夫已“金属屑与电振荡的关系”的论文向全世界宣布无线电通信技术的诞生，并当众展示了他发明的无线电接收机，那天俄国当局定为“无线电发明日”。

1896年3月24日，波波夫将无线电通信的通信距离延长到250米，做了用无线电传送莫尔斯电码的表演为无线电通信技术拉开新的序幕。

1898年，年轻的意大利青年马可尼利用游艇证明了他的无线电电报能够在20英里的海面畅通无阻地通信，第一次实际性地使用无线电通信技术。

1901年，他在相隔2700公里英国和纽芬兰岛之间成功地进行了跨越大西洋的远距离无线电通信，从此人类进入无线电波进行远距离通信的新时代。

随后，无线电通信技术如雨后春笋其涌现出来。直到1946年，美国人罗斯.威玛和日本人八本教授利用高灵敏度摄像管家用电视机接收天线问题，从此超短波转播站一些国家相继建立了，无线电通信技术迅速普及开来。

随着电子技术的高速发展，信息超远控制技术为满足遥控、遥测和遥感技术的需要，于人们生产与生活中被广泛使用；后来微电子技术也推动了电子计算机的更新换代，使电子计算机信息处理功能大大增加，日益成为信息处理最重要和必不可少的工具。

信息技术是以微电子和光电技术为基础，以计算机和通信技术为支撑，以信息处理技术为主题的技术系统的总称，是一门综合性的技术。今天的信息化时代，就是电子计算机和通信技术紧密结合的标志。

无线电通信技术发展到今日，拥有无限潜力。军事、气象、生活、生产等各个领域都对其都有空前的需求。虽然无线电通信技术优点虽然卓越，但其缺点至今给技术的发展带来很大的障碍，都是我们亟须解决的难题。

二、无线电通信技术的特点

近些年无线电通信技术领域引入无线接入技术，是迅速发展起来的新技术领域，不需要传输媒质，部分接入网甚至入网的全部皆可直接采用无线传播手段代替，无论是概念上还是技术含量上都产生了一个重大的飞跃，实现了降低成本、提高灵活性和扩展传输距离的目的。其特点喜忧参半，优点主要体现在传输线路线、通信方式等方面，我们可以总结如下：

不受时空限制。大多数情况下，人们对通信运用的时间、地点、容量需求无法预知，而无线电通信不受时空限制的优点能够采取灵活多样的手段和方法，确保通信联络综合高效，语音、数据、图像的综合传输畅通无阻，随着近年来国内各个经济领域和国际经济的来往，无线电通信技术不受时空限制方法为其打开方便之门，尤其通信与网络的连接，通信技术踏上新的台阶。

具备高度的机动性及可用性。无线电通信技术传输数字化、功能多样化、设备小型化、智能化及系统大容量化决定了其具备高度的机动性和可用性，尤其在军事构建地域通信网方面起到很大的作用。

可靠性高。无线电通信比起有线通信的一个卓越优点在抵抗水淹、台风、地震等方面有较大的可靠性，一般情况下除非信号干扰都能保持通信的畅通，这也是无线架输的最大特点。

无线电通信技术虽然解决了架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等的难题，但其信号容易受到干扰、影响，还有容易被截获造成了该项技术的保密性极差。无线电通信技术的缺点几百年来都是让人头疼的问题，目前全球化经济愈演愈热，其信号的稳定性与安全性上升为经济领域里关注的焦点，因此，无线电通信技术的通信方法拓新成为其发展的新话题。

三、无线电通信技术之通信方法的拓新

21世纪无线电通信技术正处在关键的转折时期，尤其最近几十年最为活跃。信息化的飞速发展和IP技术的兴起，欲求无线电通信技术适应未来社会生产和生活的需求。务必在通信方法上进行一系列的拓新。针对以上无线电通信技术的缺陷，笔者认为，我们可以从通信技术、信息技术、网络技术、蓝牙技术、软件技术等方面进行尝试，主要可总结一下八点：

3.1采用了数字通信技术

提高系统频谱资源的利用率，维持信号上的稳定，避免通信信号收到干扰，增大了系统通信容量，提供话音、图像和数据等多种通信服务，确保用户信息安全保密。

3.2推广通信信息技术宽带化的发展

信息的宽带化对于光纤传输技术和高通透量网络的发展起到关键的推进作用，尤其近年来世界范围内全面展开，无线通信技术正朝着无线接入宽带化的方向演进，这个方向对无线电通信信号源稳定来说的确非常之重要。

3.3推广个人信息化技术

个人信息化在全球个人通信已经有着不争的发展趋势。个人信息话，能够有效地减低传输路线的信息量堵塞，大幅度提高通信的传播速度。

3.4拓新接入网络的样式

技术上融合实现固定和其他通信等不同业务，在无线应用协议（WAP）的出现以后，无线数据业务的开展得到大幅度的推动，促进了信息网络传送多种业务信息的发展。随着市场竞争的需要，传统的电信网络与新兴的计算机网络融合，尤其具备开发潜力接入网部分通过固定接入、移动蜂窝接入、无线本地环路入等不同的接入设备，满足了生活与生产地各种通信需求。

3.5过渡电路交换网络

关于过渡电路交换网络，IP网络无疑是核心关键技术，是最合适的选择对象，处理数据的能力电路交换网络大大提升，这一点对保持通信畅通方面解决了信号容易受到干扰的难题。

3.6使用Bluetooth技术作为信号传感器

Bluetooth技术具有更高的安全性和适用性，利用蓝牙做出来的传感器随时反映出用户所需要的信号方向，一旦连接到Internet上的话，即可以实现更具备高度的机动性及可用性。

3.7推广软件无线电

软件无线电通信侦察与对抗方面世人瞩目，但它仅限于军事通信领域,如果能够推广到市场，对于无线电通信技术的通信内容保密性来说将是一大跨步的改革创新。

3.8提高无线通信网络可持续性

无线电通信技术的网络设备如果没有良好的配置和网络部署，一旦受到安全威胁，其后果不堪设想。因此，无线电通信技术通信方法的拓新我们与必要提高网络设备性能、优化设备配置、冗余备份等等手段来保证网络的可靠性。

四、结束语

回顾无线通信的发展历程，无线电通信技术的传输路线、传输距离、通信灵活性、信号稳定性、保密性等方面的需求将愈来愈突出。通信方法新技术的拓新将有愈来愈广阔的活动舞台及光明的发展前景。鉴于市场对经济的推进作用，尽管我国的无线电通信技术发展速度飞快，但面对我国12亿人口的通信需求，无线电通信技术普及率低的问题，面对我国12亿人口，网络规模和容量方面就变得苍白无力了。同时，无线电通信技术愈来愈激烈竞争局面促使各无线电通信运营企业积极拓新新的技术涵盖面，提升自身的营业水平，为市场提供丰更加富的选择，满足用户各个方面、各个层次的需求。因此，在无线电通信技术通信方法应用开发的发展潜力无穷，这要求我们积极加快无线领域的科技进步，为无线电通信技术创新出谋划策，为全球信息化及经济全球化的通信事业贡献力量。

参考文献

[1]《信号与系统(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大学出版社2000年.

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传统的视频编码标准都是围绕比特流的概念组织的。实际上用于传送数字视频的大多数网络体系结构并不适合直接传输比特流。在许多网络体系结构中，比特流需要拆分为数据分组。这些分组的特性，如最小/最大尺寸、相关开销和差错属性等在网络体系结构间、甚至在某个给定的网络体系结构内也是很不相同的。假如视频编码器自身能和网络特性很好的匹配，将能够获得更好的视频QoS。问题是如何容错地支持易差错的无线移动网络？为了解决无线移动信道视频的容错传输，我们将采用如前向纠错编码及支持差错复原的视频压缩编码技术来解决。H.264编解码器可以很好的解决易差错信道的视频容错传输。在3GPP/3GPP2的传输环境下通过选择适当的条带长度使H.264编解码器和无线移动信道的网络特性得到很好的匹配，实现无线移动信道视频的容错传输。H.264标准适用于无线网络传输的主要原因之一就是在概念上分为两层：视频编码层VCL(VideoCodingLayer)和网络抽象层NAL(NetworkAbstractionLayer)，其中VCL负责高效的视频内容表示，它被设计成尽可能独立的网络，NAL负责对编码信息进行打包封装并通过指定网络进行传输。H.264中还定义了两种新的帧编码类型，即SP帧和SI帧来完成不同流的切换，可以根据传输网络和用户终端的具体情况自适应地在不同码率的视频流之间切换，这大大改善了视频流对3G网络的适应性。

一、3G视频通信中容错技术的应用

3G通信技术的出现使对话式无线视频业务成为可能，虽然3G网络在移动环境下的带宽可达384kbps，在静止环境下的带宽可以达到2Mbps，但是由于信道衰减、建筑物遮挡、终端移动、多用户干涉等原因影响，使得信道是时变且高误码的，因此，在3G网络上传输视频流时，仅仅追求高的压缩效率是不够的，必须有一定的容错和错误掩盖措施。最新的3GPP/3GPP2标准要求3G终端支持H.264/AVC视频编解码技术，同时由于硬件的限制，3G终端只支持部分H.264/AVC的容错工具。H.264中虽然提供了一些容错工具，但是它们有各自不同的用途和目的，即在不同的场合需要选择不同的组合来使用。

1.1错误隐藏技术由于错误隐藏技术能够利用接收到的数据来恢复丢失的数据，因此一般都应用在解码器端。在无线网络环境中，解码器的这种能力尤其重要，因为无线网络环境中误码率高，很多RTP包在传输中被网关或者路由器丢弃，而这些丢失的数据又必须在解码器端根据空间和时间上的相关性来恢复。错误隐藏技术的实现方法也很多，在JVT参考软件中，就使用了一种空间相关性的方法，即使用被丢失宏块周围的4个宏块来恢复被丢失的数据，其选用的标准是使恢复后边缘数据的SAD(sumofabsolutedifference)差最小。这种方法的效果虽不是最好，但是计算简单有效。

1.22Slice结构为了满足MTU大小的要求，在3G网络视频传输中对视频进行分片压缩显得尤其重要。经过分片压缩后的视频中每个RTP包中包含一个片，一般每个slice中包含一个或者几个宏块，并以RTP包的大小满足MTU的要求为准。

1.3帧内编码块刷新由于帧内编码不依赖时间上相邻帧的数据，所以帧内编码块能有效地阻止由于包丢失甚至帧丢失而引起的错误传播。对于对话式视频业务来说，由于实时性要求高，而且I帧刷新的频率较低，因此可以用帧内编码块来部分代替I帧的作用。H.264／AVC提供了两种帧内编码块刷新(intrablockrefreshing)模式；其中，一种是随机模式，即用户可以选择帧内编码块的数目，而由编码器随机决定哪些哪些位置上的宏块实行帧内编码；另一种是行刷新模式，即编码器在图像中依次选择一行进行帧内编码，但图像分辨率大小不同，每次需要帧内编码块的数目也不同，例如在QCIF格式图像中，每次需要选择一行，即11个宏块进行帧内编码，而在CIF格式图像中，这个数字变成22。

1.4参数集(ParameterSets)H.264标准中，取消了序列层和图像层，将原本属于序列和图像头部的大部分句法元素分离出来形成序列参数集SPS(SequenceParameterSet)和图像参数集PPS(PictureParame2terSet)。序列参数集包括了与一个图像序列有关的所有信息，如编码所用的档次和级别、图像大小等，应用于视频序列。图像参数集包含了属于一个图像的所有片的信息，如嫡编码方法、FMO，宏块到片组的映射方式等，应用视频序列中的一个或多个独立的图像。多个不同序列参数集和图像参数集被解码器正确接收后，被存储于不同的己编码位置，解码器依据每个己编码片的片头的存储位置选择合适的图像参数集来使用。

1.5冗余片(RedundantSlice)H.264编码器除了对片内的宏块进行一次编码外，还可以采用不同的编码参数对同一个宏块进行一次或多次编码，生成冗余片，冗余片的信息也被编码进同一个视频流中。解码器在能够使用主片的情况下会抛弃冗余片，反之如果主片丢失，也可以通过冗余片来重构质量。

1.6灵活的宏块排序(FMO)FMO技术通过片组(slicegroup)技术来实现。片组是由一个或者多个片组成，而每个片中通常包括一系列的宏块。采用FMO进行视频编码的好处在于，可以使因信道传输而引起的错误分散。具体实施方法是：帧图中的宏块可以组成一个或几个片组，每一个片组单独传输，当一个片组发生丢失时，可以利用与之临近的已经正确接收到的另一片组中的宏块进行有效的错误掩盖。片组组成方式可以是矩形方式或有规则的分散方式(例如，棋盘状)，也可以是完全随机的分散方式。采用FMO提高了码流的容错能力，却使编码效率有所降低，同时也会增加编码延迟时间。

二、结论

通信技术的飞速发展，第三代数字无线移动通信网络以及多媒体信息服务(MMS)的兴起为无线移动环境下的多媒体通信业务(特别是视频)提供了应用和发展的需求．多媒体业务是3G的基本业务之一，然而视频通信业务对3G网络还是一种挑战，这是由于无线网络是一种易错网络，容易受到多径干扰、阴影衰落等多种条件的影响，致使视频传输流中的RTP包会大量丢失，因此对于3G无线网络中的视频通信业务，容错技术是不容忽视的。H.264／AVC视频编码标准本身提供了许多容错工具，可以很好的解决易差错信道的视频容错传输，提高3G视频通信的可用性。

参考文献：

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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）.

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中图分类号：TP393     文献标识码：A      文章编号：1006-8937（2015）36-0053-02

认知无线电技术可以在不影响授权用户的前提下允许其他用户动态接入空闲频谱，这为解决无线频谱资源短缺问题提供了一种可行的解决方案。认知无线电技术的概念一经提出便受到了人们的广泛关注，相关研究取得了飞速进展。但认知无线电技术由于引入了频谱感知、智能学习、动态频谱分配等新技术，从而带来了诸如模拟授权用户攻击、自私行为攻击、虚假反馈攻击等各种全新的安全问题。而认知无线电网络的安全问题将影响到认知无线电技术的最终商用化。因此，对认知无线电网络安全性方面的探索与实践研究有着十分重要的意义。 

1  认知无线电技术简介 

 认知无线电（Cognitive Radio，CR）的概念最早由Joseph Mitolo博士提出，他指出认知无线电是一种通过感知自身周围环境，进而通过与周围环境交互来改变发射机参数的智能无线通信系统，其具备环境感知能力、学习能力、决策和自适应能力、相互协作的能力。 

认知无线电确立了三个基本任务： 

①频谱感知：认知用户的接收端感知周围的无线频谱环境，测量并估计环境中的干扰温度，筛选可用的频谱。 

②信道估计：根据环境中的干扰温度信息，实时计算出各个子信道的信道容量。 

③动态频谱资源管理：认知用户的发射端根据已知的空闲频谱和信道容量信息，动态调整其发射频率和功率，从而确保信息的可靠传输。 

认知无线电网络通过允许非授权用户自适应的感知授权频谱，并机会式地使用空闲频谱，使得非授权用户可以在未取得授权的情况下接入传输条件更好、带宽更宽的频段，从而可以极大的改善频谱利用率。认知无线电技术的提出和发展为解决当前频谱资源紧张的问题提供了一种可靠的解决方案。 

2  认知无线电网络安全面临的主要威胁 

 随着各类无线设备的出现，频谱资源日益紧张，在无线通信中 “认知”概念的引入，可以有效解决该问题，但也带来了一系列新的无线网络安全隐患，是认知无线电网络能够实现商用的一个难题。认知无线电网络的安全性研究尚处于初始阶段，随着频谱感知、智能学习、动态频谱分配等一系列新技术的引入，其除了需要面对传统无线网络安全威胁，还面临着诸如模拟授权用户攻击、自私行为攻击、虚假反馈攻击等各种全新的安全问题。 

目前，认知无线电网络安全防御机制研究主要集中在提高某种具体技术的安全性，尚未形成较为成熟的认知无线电安全体系。但也已有研究和相关文献[1]涉及了该方面，为认知无线电网络安全性研究提供了一定的借鉴。 

2.1  物理层攻击行为 

 认知无线电网络在物理层引入了全新的频谱感知和频谱切换技术，认知用户可以通过频谱感知和切换技术检测和筛选可用的空闲频谱加以利用。因此，除了面临传统无线网络物理层安全威胁外，认知无线电网络物理层中还因相关新技术的应用而面临一系列新的安全威胁。 

其中最受关注的是： 

①模拟授权用户攻击[2]（Primary User Emulation Attack，PUEA）当网络中的恶意节点检测到一个可用空闲频段时，其通过发送与授权用户信号特征相似的传输信号，从而达到独占此空闲频段的目的。 

②干扰授权用户攻击[3]（Primary Receiver Jamming Attack）在认知无线电网络中存在恶意节点参与到网络的协作数据传送过程中，造成对授权用户接收机进行连续干扰。 

2.2  链路层攻击行为 

 认知无线电网络的链路层负责将检测到的空闲频谱分配给需要的认知无线电用户，其需要在确保在一定公平性的基础上尽可能提高频谱的利用率。因此认知无线电网络链路层面临的主要安全威胁是如何确保信道分配的公平性。 

目前普遍存在的三种攻击行为是： 

①自私（恶意）行为攻击[4]（Selfish Behavior Attack）自私节点以损害网络整体性能为代价，通过修改频谱分配的效用函数来提高自身性能，但同时也会造成其他认知用户可用频谱资源减少。 

②饱和控制信道攻击[5]（Control Channel Saturation Attacks）：恶意节点通过持续不断发送伪造的控制信息，从而达到公共控制信道数据饱和、网络整体性能下降的目的。 

③虚假反馈攻击（False Feedback Attack）：认知无线电网络中的恶意节点向其他认知用户反馈虚假的频谱感知和分配信息，从而达到影响频谱感知准确性和频谱分配公平性的目的。 

2.3  网络层攻击行为 

 在认知无线电网络中，网络层面临的主要安全威胁为对路由信息的篡改和破坏，如拜占庭黑洞攻击（Black Hole Attack）、急速泛洪攻击（Flood Rushing Attack）、虫洞攻击（Wormhole Attack）等。此外，随着认知无线电网络中频谱感知技术的引入，致使环境中的每个接收机都存在多个可用信道，在数据传输过程中为确保一跳链路的双方使用相同的信道，各个节点在进行路由选择的同时还需要对信道进行选择。认知网络中的恶意用户可以通过发送虚假的路由和信道信息，从而误导用户选择错误的路由和信道，达到信道间干扰严重，网络整体性能下降的目的。　2.4  高层攻击行为 

  认知无线电网络中的高层攻击行为包括对传输层的攻击和对应用层的攻击。认知无线电网络的高层结构与传统无线网络类似，相关研究主要集中在空中接口部分。其面临的主要安全威胁有会话劫持攻击（Session Hijacking Attack）、拒绝服务攻击（Denial of Service，DoS）、恶意代码攻击（Malicious Code Attack）等。 

3  认知无线电网络安全性分析 

 针对认知无线电网络物理层所面临的主要安全威胁：模拟授权用户攻击，2006年R.Chen、J.M.Park提出了模拟授权用户攻击的问题，其具体表现形式为：当网络中的恶意节点检测到一个可用空闲频段时，其通过发送与授权用户信号特征相似的传输信号，从而达到独占此空闲频段的目的。 

通过相关研究证实传统的频谱检测方法很难有效解决该威胁，因此R.Chen、J.M.Park提出了一种基于位置确认的频谱检测方法来解决此种威胁，该方法包括两种位置确认方的验证算法：距离比验证和距离差异验证。实验表明上述两种算法均可以检测到网络中是否存在恶意攻击者，但还需提高其检测的准确性;解决该类威胁的另一种可能的方法是在授权用户信号中加入用于计算哈希值的原始数据，认知用户对接收到的原始数据做哈希值计算，通过比对计算结果同预先保留的参数值来确定其是否为恶意节点。 

针对认知无线电网络物理层所面临的安全威胁，最根本的解决方案还在于改善频谱感知技术来实现频谱利用的安全性。为确保认知用户获取环境中频谱使用情况的准确性，可以建立实时无线电环境数据库，通过将感知信息与数据库比对，可以有效减少类似模拟授权用户攻击和虚假反馈攻击对认知无线电网络造成的安全威胁。 

 认知无线电网络链路层所面临的主要安全问题是如何确保信道分配的公平性。目前，对认知无线电网络链路层安全构成最大威胁的是自私行为攻击。因此，可以在认知无线电信道感知和分配中引入信誉机制，其设计可以借鉴Ad Hoc网络中引入的信任/信誉模型，首先需要收集各节点的行为信息，综合该节点之前参与频谱感知和分配过程中信誉度的历史记录，从而进行相关信誉度的计算，然后数据融合中心利用信誉度来对所有节点的汇报结果进行可信度区分，最后通过激励或惩罚机制来使各节点间加强协作，减少自私行为，让信誉度高的认知用户在频谱分配过程中发挥更大的作用，从而提高频谱感知和分配的公平性。 

  在认知无线电网络中，公共控制信道的安全性至关重要，它能实现认知无线电网络各节点交换本地信道信息。对于公共控制信道的攻击会造成网络通信效率急剧降低甚至瘫痪，因此必须确保公共控制信道及信道中信息的安全性。 

解决公共控制信道面临的安全性问题可从以下三方面考虑： 

①可以通过在各节点间建立可靠的频道列表来确保信道的安全; 

②通过引入加密认证体系使在认知无线电网络节点（接受、发射端）实现双向认证来确保信道的安全。 

③可以借鉴Ad Hoc网络中的节点分簇机制[6]，相关节点用户自行组成一个本地协调组。 

每组用户形成一个具有相同公共控制信道的多跳网络，通过这种方法可以防止由于控制信道拥塞造成的中断，有效改善饱和控制信道攻击。 

4  结  语 

 认知无线电网络的安全问题将影响到认知无线电技术的最终商用，而针对这方面的研究也会越来越深入，我们可以充分借鉴其它无线网络安全性技术，针对认知无线电本身特点，最终完善其相关安全技术。 

参考文献： 

[1] Jack L.Burbank. Security in cognitive radio networks： The required e 

volution in approaches to  wireless network security. IEEE Wireless 

Communications Magazine，2009. 

[2] 崔国华，卢社阶.Ad hoc网络中基于多径路由协议的信誉机制[J].通信   学报，2008，（5）.   本文由wWw.DyLw.NeT提供，第一论 文 网专业教育教学论文和以及服务，欢迎光临dYlw.nET

[3] Wang Changdal，Ju Shiguang. Multilevel security model for ad hoc ne 

tworks.Journal of Systems Engineering and Electronics，2008，（2）. 

[4] 孙丽艳.基于激励机制的认知无线电自私行为研究[J].计算机技术与   发展，2009，（10）.