时间：2022-02-19 00:49:05
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇无线通信技术论文，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
随着我国无线通信技术的飞速发展，自1987年至今，我国移动电话用户的增长令人叹为观止，目前已超过8000万人次，居于世界第二，其中尤其是GSM网的增长飞速。无线通信已取得第一阶段的胜利，随着我国无线通信技术应用领域的不断扩大和其发展速度的飞速上升，这也标志着我国的现代通信正式迈入数字时代。
社会发展和国民经济的信息化，人们开始在传统的工作方式、商贸方式、思想交流方式、管理模式、金融方式、医疗系统、文化教育方式、以及生活消费方式等上开创新的信息化开展。从制造材料，从最开始应用短波频和电子管技术到MTS系统，到20世纪50年代的UHF450MHZ，到过渡至半导体，70年代的800MHZ，至现如今的适应于移动数据、移动多媒体运作和移动计算机，通信技术也从单纯的主要运用于军事应用扩大至现在的个人通信业务。第三代移动通信正式崛起，向全球标准化发展。
无线通信技术信息沟通的灵活性，以及其在全球无缝覆盖的特性，使其成为当今世界最具竞争力的通信方式。目前的无线通信技术根据其传输的距离大致可以分为以下四种：WPAN、WLAN、WMAN、WWAN。长距离的无线接入技术代表有GSM、GPRS、3G，短距离的无线接入技术大致包括WLAN、UWB等。当前的主流无线通信技术还是以OFDM+MIMO为核心的通信技术，以B3G、WiFi、WiMAX、WMN等四种为主。除了这几种逐流无线通信技术外，还存在着IrDA、RFID、UWB、Bluetooth、集群通信等短距离内的通信技术和MMDS、LMDS、卫星通讯、点对点微波等长距离通信技术。而我国现无线通信技术还是以中国联通和中国移动两大公司所提供的2G业务服务为主，主要包括的是人们所熟知的语音、电子邮件、数据、网页浏览等，电信企业也推出了3G无线网络TD-SCDMA，在接入方面，多个用户可以通过WLAN技术实现Internet共享的高速接入。高接入速率的无线技术在我国还停留在技术研究阶段，没有实质性进展，在这一方面，自主知识产权的无线通信技术还需大规模发展。在网络应用上，大中城市的使用率和覆盖率还需要大力提高，特别是高速无线接入的应用。
21世纪的通信技术还处于关键的转折期，现目前的无线通信迈入大规模发展阶段，呈现向宽带多媒体和数据领域转变的态势，在未来的十年内，无线通信技术还将朝着分组化、个人化、综合化、分组化、多元化飞速发展。就目前看来，无线通技术的发展十分火热，正以向高宽带、大范围快速跃进。将来，无线通信领域还可能会出现对无线通信产业有着更加强大推进作用的新技术。但就目前来看，对于无线通信技术，我们应有一个科学理性的态度正确把握，我们对宽带无线接入技术发展应该有一个理性的态度和科学的把握。无线通讯技术走向趋势呈现出一下几个态势：
首先，就目前的通信领域来看，无线通信技术使用区域、技术特点、和接入速率存在一定的分化，在未来的发展中，各种通信领域的互补性会更加明显。如现在人们比较熟悉的WLAN、3G、UWB等，在互补效应上会更加成熟。WLAN更利于结局中等举例的较高数据接收，3G则更加适应强漫游和广域无缝覆盖的移动需求，而UWB则以低发射率、高传输速率、抗干扰能力强、结构简单和安全性高的为优势，可帮助实现短距离的高速无线连接。未来的无线网络将是一个综合一体化的系统，各种无线通信技术各自发挥作用，大范围来看，3G或者超3G技术将成为该领域主导，而UWB、WLAN等技术则因各自不同的技术特点在相应的区域和覆盖范围内，与3G形成有效互补。因此，我们应当在各种无线的接入和组网的一体化，以及接入手段的多元化上做进一步的尝试和推进发展，更加利于实现不同客户群的需求，实现业务多元化和市场的细化，进一步平衡移动通信的发展状况，同时也达到合理规划无线通信网络和资源有效配置及利用的目的。将无线通信技术演变成为推动社会市场经济发展的强大动力。
第二，单纯从公众移动通信的发展来看，3G已成为现目前全球移动网络发展的趋势。欧美发达国家早已不采用以发展用户数量的模式来实现利润的增长，他们更希望可以通过3G网络搭建更大、更广、更全面的业务平台。就这方面，他们的经验值得我们借鉴。据GSMA和CDG的数据显示表明，目前全国已有超过86%的运营商已提供了3G服务，全球3G用户已高达11.6亿。动态观察显示，3G走势还在继续上升。新兴经济体系为3G发展所作出的重要贡献已被普遍认可。据调查，仅2010年上半年，全球3G用户的增长率就高达37%，其中中国是94.1%。有机构作出这样的预测：今年全球将会有一半以上的3G手机用于新兴市场。3G商务网络部署的启动，也在一定程度上给我们以提示，培育新兴的移动市场将是移动业界所面临的巨大机遇之一。
第三，信息业下一步的发展方向必然是以适应个人商务、工作的，移动IP的信息个人化将成为重要技术手段之一，IP应用载体多元化、移动IP技术逐渐被人们所关注，这预示着无线通信技术与IP技术的组合也是未来通信技术的发展趋势之一。鉴于技术、市场需求和技术上的要求，融合异构网络的链接，已经很有必要。网络的融合可以体现在接入网、核心网、业务和终端的融合等。不同的网络接入需要起协同工作作用的无线漫游存在，具有重配置的能力也就成为未来通信终端所必须具备的，也就是通信与计算的融合体。通信终端不在需要用户的干预操作，即可根据客户需求，综合分析，匹配多种无线网络的接入，实时监测网络服务情况，自动完成网络检测感知和选择、软件下载升级更新等工作，集合IP业务和非IP业务，语音、数据和图像等的综合，多MAC接入，无线传输的综合，服务模式的选择等等。
第四，通信网络的高效频谱接入。相对于无线频谱的适用状况十分拥挤的现状，无线电频谱尤其显得稀缺。传统的TDMA、CSMA/CA等协议已不能很好地满足人们对于无线网络大容量、高效的需求，逐渐向Mesh、Adhoc网络过渡，MAC层接入协议已经成为关键技术其中之一。无线电技术这种新的通信机制可以提高频谱的适用效率，可以利用无线电技术感知认识并判断所操作的工作环境，并通过训练可以更加适应和调整操作参数。
商用和军用的无线网络的发展都需依赖于先进的无线网络技术，人们对于无线网络服务的要求也会随着社会生产的提高而更加严格，一定程度上也将促进无线通信技术的发展，要系统地解决我国现目前通信技术发展中所存在的问题，以更利于科学规划建设，满足不同客户群体的需要，体现无线通信技术的整体优势，还需要各种手段和技术的综合运用，全局观点的把握，以及政府管理部门的相应配套资源，充分发挥各项领域的技术个性，又防止不必要的资源浪费和恶性竞争，无线通信技术的发展任重道远。
（正文）一、全球趋势：公众移动保持增长宽带无线热点不断
当今，全球无线通信产业的两个突出特点体现在：一是公众移动通信保持增长态势，一些国家和地区增势强劲，但存在发展不均衡的现象；二是宽带无线通信技术热点不断，研究和应用十分活跃。
资料显示，在全球电信市场普遍低调的背景下，移动通信依然保持了较好的增长态势。统计显示，2003年全球移动用户数增长率在17％以上，总计达到13.54亿户。在市场值方面，全球移动业务市场在2003年已达到4680亿欧元，比上年增长了11.3％以上。
尽管全球移动市场在增长，但这种增长也呈现出很大的不均衡性。从用户数来看，在北美、欧洲等发达国家和地区，由于移动用户普及率已经很高，因此新增用户数日益减少；而在亚洲、非洲等地区，特别是像中国这样的发展中国家，移动用户数增长迅猛。从用户创造的价值来看，欧美发达国家的ARPU值远远超过了新兴的发展中国家。从数据新业务市场的增长来看，韩国、日本呈现爆发态势，已成为全球移动通信发展的新热点。
目前，我国的移动通信市场呈现持续快速增长的局面，截至4月底，移动用户总数达到2.96亿，用户普及率达到20.9％。考虑闲置的充值卡和一人双机的情况，我国移动通信由于用户普及率相对还比较低，仍有相当巨大和持久的增长空间。但我国的移动通信领域已进入了全面竞争的时代，GSM、CDMA乃至小灵通等网络激烈争夺用户，这已导致了资费下降，用户ARPU值下降的情况。目前我国的GPRS、CDMA1X等2.5G数据业务发展态势不错，并已逐步培育了用户群。而3G还处在技术试验阶段，政府依然保持谨慎态度。
除传统的公众移动通信外，全球的宽带无线接入领域近期研究和应用十分活跃，热点不断出现，给无线通信业界带来了清新的空气。这包括宽带固定无线接入技术、WLAN技术、WiMAX技术、UWB技术等等，呈现百花齐放的局面。这些技术的出现和发展，给整个无线通信产业注入了勃勃生机。
二、热点解析：五大技术引领应用模式各展所长
前文对全球无线通信领域的发展情况作了概要性介绍，以下将重点就当前无线通信领域的焦点问题和热点技术展开较深入的介绍和分析。主要包括3G、3.5GHzMMDS、WLAN、WiMax、UWB等五大热点。
1.举世瞩目的3G
今天，第三代移动通信3G格外引人瞩目，成为无线通信产业的最大热点。
首先，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。TD－SCDMA技术要相对滞后一些。
总的说来，当前的3G技术已经能够支持规模化的商用网络部署。
其次，目前欧美等运营商已经进入了3G网络部署阶段。3G网络的商用部署正在全球一步步地铺展开来。截至2004年3月底，就WCDMA而言，全球已经发放了120份牌照，签署了91份商业部署合同，目前已有二十多家网络投入商用，预计到2004年年底总数将超过40家。目前两家韩国运营商STK和KTF在使用cdma20001xEV－DO，日本KDDI也开始了EV－DO网络的商用，而Verizon也即将参与该制式下3G网络的部署。
应该说，2004年已经进入了全球3G的商用部署年。
第三，部分运营商的3G用户数量开始呈现快速增长的局面。最早推出3G商用业务的NTTDoCoMo近期宣布，在距离突破200万用户仅仅两个月的时间内，他们的3G用户总数就增长至300万大关。5月中下旬，和记黄埔表示，在过去两个月中，3G用户数出现了快速增加，目前在全球范围内已经达到了173万。截至2004年1月1日，全球使用cdma2000（包括CDMA1X）系列和WCDMA标准制式的3G用户数已经达到了7300万。
从全球来看，3G商用在部分地区已取得了初步成功。
第四，我国3G处在黎明的前夕。我国对3G一直采取积极稳健的态度，目前，我国正在进行第二阶段的网络技术试验，或称外场测试。自今年3月起，开始启动WCDMA、cdma2000和TD－SCDMA的测试工作，由6大运营商分别在北京、上海、广州三地进行。测试的重点包括：3G网络覆盖、容量等性能试验；不同3G技术之间、3G和2G技术之间的干扰、共存；各种3G业务及业务兼容性试验；3G终端和系统之间互操作试验；3G和2G之间的互操作试验。
预计此阶段试验将在今年10月份完成，试验将对我国对3G的决策工作起到重要的参考作用。由于此次试验由运营商参与，且属于网络试验。因此，预计若此次试验结果令人满意的话，我国的3G牌照发放工作有可能顺势展开。
趋势分析3G一波三折，曾经有一段时间，人们对3G的前途失去了信心，并在今天留下了心理阴影。对3G问题，我国应如何把握呢？笔者认为，目前，3G已处在商用的爆发阶段，由于3G技术和产品的成熟，3G的商用已不容置疑地摆在了我们面前。欧美等国运营商加紧部署3G网络以及日韩等国3G用户的快速增长，表明3G已经成为全球移动通信领域新的成长点，我国需要当机立断，尽快开展3G牌照的发放工作和商用部署工作。这样才不至于坐失机遇，在本来领先的移动网络建设中落后。同时，3G也为国内的电信制造商提供了绝佳的机遇，这也是我国移动通信产业的一次发展良机。
应该说，目前3G还存在一些问题，主要表现在市场还处在启蒙阶段，杀手级的业务还没有呈现，终端还不够多。在我国，政府将考虑对市场竞争度的把握，涉及3G网络发放几张牌照的问题，同时，还将考虑设备国产化问题。这些问题已经属于次要矛盾，目前最重要的是要选择恰当时机尽快推动3G网络平台的建设，这才是解决以上矛盾的关键环节和引导环节。
这主要是因为我国3G网络建设不同于西方发达国家，我国移动话音用户市场还有很大的成长空间，这就能够避免出现因为发展初期新应用新业务不足无法支撑网络生存的状况。同时，我国有迫切需要进入移动市场的“新”运营商，中国电信和中国网通如果被允许经营移动通信业务，其网络建设必然会选择3G，这从中远期的网络成本上要远远低于2G技术。此外，尽快发放3G牌照，对解决现有的小灵通（PHS）的矛盾，也有重要的战略意义。目前，日本都已经弃PHS而转攻3G，其目的十分明显，即要纠正自己早期大上带有强烈本土化特征的PHS导致失去移动领域国际领先地位的失误，重新用全球性的先进技术武装自己的移动通信产业，实现在该领域的战略性崛起。如果我国反其道而行之，将是不明智的，这关键还是政府的决策引导问题，而不能抱怨运营商。总之，3G不是一蹴而就的，如果迟迟不进行网络的建设，其他的矛盾将继续积聚，难以得到根本性的解决。
2.3.5GHz宽带固定无线接入的推广应用
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。今年4月份，第三批3.5GHz宽带固定无线接入频率评选（招标）工作在我国进行，使MMDS技术在我国的应用进一步扩大，这也使3.5GHz固定无线接入技术成为今年业界的热点之一。
在此次评选（招标）工作中，中国电信、中国网通、中国移动、中国联通、中国铁通五大运营商分别获得河北、山西、内蒙古等27个省（区）的3.5GHz频段2×30MHz频率使用权，并将获准经营相应电信业务。加上此前的两次3.5GHz频率使用权分配，我国3.5GHz频段已在绝大部分地区分配完毕。这表明，我国的3.5GHz宽带固定无线接入进入了规模商用。
前一段时间，无线电管理局副局长刘岩率领由无线电管理局、电信管理局、电信研究院共同组成的调研组，对第二批3.5GHz中标企业的工作情况进行了调研。通过调研发现，在第二批中标的9家企业中有7家建设开通了网络，这7家企业在一半以上的中标城市建设了自己的网络。目前运营商倾向于提供的业务包括：语音接入业务（本地和IP电话），数据专线业务，Internet接入业务等。调研中还发现，如果将3.5GHz网络作为单一网络来经营，盈利困难比较大，特别是对于大型企业。调研中，运营企业对进一步获得3.5GHz频率资源表现出了很大热情。
趋势分析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。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。因此，对于宽带固定无线接入技术，我们应该回归理性的认识。它具有自身的优势，但也有其固有的缺陷，因此在应用中要实事求是。
就目前重点推广的3.5GHz技术来看，运营商的经营经验表明，若单独把MMDS技术作为一个独立网络来运作，由于其技术、用户规模和频率带宽的限制，较难实现盈利。因此，我们应该进一步放宽眼光，把它推广至更大的应用领域。比如可以考虑像现在某些运营商所采用的，将之作为移动基站的回路。
对于3.5GHzMMDS技术，我们一方面要积极推动其综合业务的应用，比如数据增值业务的开发和经营。同时也要从全局的角度考虑，使之成为移动通信网络的有效补充手段。这样才能充分发挥3.5GHz频段的效率。未来，随着3G技术的商用，3.5GHz将有望成为移动网络重要的接入补充手段，并对3G网络的搭建起到支撑作用。
3.沸沸扬扬的WLAN标准之争
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。作为近年来的一项新技术，WLAN在欧美等国快速发展，在我国近两年也得到了几大运营商的追捧。而自去年开始的WAPI标准之争，吸引了全球的关注目光。
2003年5月12日，由中国宽带无线IP标准工作组负责起草的无线局域网两项国家标准（即WAPI标准），由国家信息产业部报送国家标准化管理委员会正式颁布。2003年12月1日，国家认证认可监督管理委员会2003年第113号公告，宣布对无线局域网产品实施强制性产品认证，要求所有产品都要加载我国拥有自主知识产权的安全保密协议WAPI，从2004年6月1日起，不符合WAPI标准的无线局域网产品不得出厂、进口、销售或者在其他经营活动中使用。但2004年4月22日，国务院副总理吴仪表示中国已经同意美方提出的要求，不在2004年6月1日最后期限到来之时强制实施WAPI标准。2004年4月29日，国家质检总局、认监委、国标委联合了2004年第44号公告。公告强调：WAPI标准实施时间只是推迟，并没有取消，也没有取消标准的强制性属性。
笔者认为，之所以出现WAPI标准之争，除了国家出于自身信息安全的考虑外，我国无线通信设备厂商希望成长壮大，占领新兴技术市场的渴望也是重要因素。但该标准的无限期推迟，也暴露出一些问题。那就是，我国的无线技术的核心能力，与国际水平相比还有一定差距，还难以撼动国际主流的技术集团。同时，我国通信技术标准的制订策略，还存在封闭性的问题，这也是其受到国际社会普遍攻击的重要原因。当然，WAPI标准的推迟执行，也是出于更大的国家利益的考虑。
趋势分析WAPI标准之争，表明WLAN技术在全球的重要战略地位。其战略意义不只在于网络的部署、用户的发展、业务的经营范畴，更在于其对IT通信产品领域的巨大拉动力量，特别是对计算机芯片的突出贡献。因此，我国应该积极推进WLAN核心技术的研究工作，这不仅涉及通信产业，而且涉及IT领域的巨大利益。
抛开WAPI标准之争，我们如何把握WLAN技术的发展趋势呢？应该说，WLAN在我国目前的工作，陷入了低潮阶段。这主要是受制于WLAN技术自身的限制，比如其漫游性、安全性、如何计费等等，还没有得到妥善的解决。另外，高端商业用户的不足，使网络建设的投资收益比较低，因此也影响了运营商的积极性。未来，随着技术的进一步成熟，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。3G网络商用后，WLAN将成为弥补3G固定区域高速覆盖的不足。总体来看，WLAN具有很强的生命力，但其在运营领域的发展速度估计会低于过去的预期。
4.宽带无线技术新宠WiMAX
有资料显示，“WiMAX”已经成为近期互联网上搜索量最大的通信关键词，该项技术以其远覆盖和高带宽特性，成为无线业界的新宠。
WiMAX全称为WorldInteroperabilityforMicrowaveAccess，即全球微波接入互操作系统，其技术标准为IEEE802.16。WiMAX也组织了自己的联盟。目前这个联盟已经发展了数十家会员，该联盟由Intel牵头，我国中兴通讯也名列其中。WiMAX的目标是促进IEEE802.16的应用。
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。有专家认为，WiMAX的覆盖范围和传输速度将对3G构成威胁。在成本等各个方面的优势使得业内人士将WiMAX技术看作是一项打破产业格局的技术。
近期，英国电信（BT）、法国电信、Qwest通信公司、Reliance电信和XO通信加入了WiMAX论坛，目前WiMAX论坛已经拥有98个成员，运营商占25％。今年初，Intel也宣布，下半年开始将会在其生产的芯片中部分采用WiMAX标准。
趋势分析对于今天异常火热的WiMAX技术，我们该如何看待？它会成为3G技术的终结者吗？笔者认为，这种观点不尽正确。首先，从技术自身角度来看，WiMAX还不具备公众移动通信网络的广域漫游、安全特性、终端便携等移动特性。其次，WiMAX标准还不成熟，因此预计商用还需要至少两年以上的时间，规模普及还要五年左右的时间。其三，WiMAX的特点是高速的数据传输能力，但其还没有对实时话音业务的高效支持能力，这将限制其作为公众移动通信的应用。其四，WiMAX的产业规模以及技术和设备成熟性还远远难以和3G相抗衡，其推广期也将滞后于已经开始启动的3G技术。其五，WiMAX技术有可能受到传统移动通信运营商或制造商的抵制，从而限制其发展。
对于WiMAX技术，笔者认为它具有巨大的潜力，但尚处在襁褓阶段，目前还难以对当前的全球无线通信格局产生重大的影响。由于3G的实施，WiMAX将可能成为未来3G网络的补充手段，在高速信息接入领域发挥其特性。但受其自身移动性和话音支持能力的限制，WiMAX不大可能杀死3G。
5.超宽带无线接入技术UWB
无线技术领域的活跃除表现在新技术不断涌现外，还表现在其传输能力的不断拓展。近两年，一项超高速的无线接入技术受到了大家的关注，那就是UWB。
UWB是一种时域通信技术，它采用超短周期脉冲进行调制，把信号直接按照0或1发送出去，而不使用载波，这与此前的无线通信截然不同。脉冲调制产生的信号为超宽带信号，谱密度极低，信号的中心频率在650MHz～5GHz之间，平均功率为亚毫瓦量级，抗干扰和多径的能力强，具有多个可利用信道。与CDMA系统相比，时域通信系统结构简单，成本相对较低。UWB技术具有高速率、低成本、低功耗的显著特性。
UWB最引人注目的特点是具有很高的数据传输速率。XtremeSpectrum公司预测，他们即将开发出的产品具有在10米内传输约100Mbps的能力，Intel则把目标定在了500Mbps。
趋势分析对于UWB技术，我们应该这样看待，它以其独特的速率锋芒以及特殊的应用范围，也将在无线通信领域占据一席之地。由于其高速、窄覆盖的特点，它很适合组建家庭的高速信息网络。它对蓝牙技术具有一定的冲击，但对当前的移动技术、WLAN等技术的威胁不大，甚至可以成为其良好的能力补充。
三、走势把握：接入多元网络一体综合布局代表方向
以上，就当前无线通信领域的热点和焦点问题进行了叙述和讨论。那么，我们该如何把握中期未来无线领域的发展趋势呢？
首先，无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围，不同的适用区域，不同的技术特点，不同的接入速率。比如3G和WLAN、UWB等，都可实现互补效应。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。因此，在政策上我们应该综合推进各种无线接入的发展，推进组网的一体化进程，通过建网的接入手段多元化，实现对不同用户群体的需求覆盖，达到市场细分和业务的多元化，解决移动通信发展不均衡的状况。
其次，我国政府应该给企业配置更多的无线频率资源，推进不同技术相关频谱的规划和应用工作。这样才有利于不同的企业根据不同的发展策略和市场需求，综合地规划自己的无线通信网络，实现资源的有效配置和利用。当然，政府也需要加强对有限频率资源的管理，对于企业闲置不用的频率占用，考虑适当的手段予以收回。
其三，从公众移动通信网络发展来看，3G已经成为全球包括中国移动网络演进的主要进程。从欧美发达国家的经验来看，由于其移动话音用户的普及率高，通过发展用户实现增长的模式已成为历史。因此，他们期望通过3G搭建更大的业务平台，从而实现利润的新来源。由于3G技术的成熟，目前3G商用网络部署已经在全球范围内启动。就我国而言，也要借鉴欧美的经验，在用户数量增长放缓之前，就应提前培育新兴移动市场。目前，政府应该开始积极考虑3G牌照发放和商用问题，把握住这个移动业界的巨大历史机遇。
其四，从宽带无线接入技术来看，全球该领域发展十分火热。该领域的发展呈现出向高带宽快速跃进、覆盖范围逐步扩张的趋势。未来，该领域还可能出现更强大的新技术，从另一个角度对整个无线通信产业起到推进作用。但从近期来看，我们对宽带无线接入技术发展应该有一个理性的态度和科学的把握。目前的宽带无线接入技术主要集中在固定环境下的高速接入，其移动性和话音支持能力无法和公众移动通信网络抗衡。在发展中，我们应该从全局的观点来把握，使之成为与移动网络互补的重要技术手段，这样既可以充分发挥其技术个性，又防止出现不必要的资源竞争和浪费。
其五，未来的无线通信网络应该是怎样的呢？专家认为，未来的无线通信网络将是一个综合的一体化的解决方案。各种无线技术都将在这个一体化的网络中发挥自己的作用，找到自己的天地。从大范围公众移动通信来看，3G或超3G技术将是主导，从而形成对全球的广泛无缝覆盖；而WLAN、WiMAX、UWB等宽带接入技术，将因其自己不同的技术特点，在不同覆盖范围或应用区域内，与公众移动通信网络形成有效互补。
其六，更远的未来，按当前专家们的预想，通信信息网络将向下一代网络NGN融合。在未来NGN概念中，固定网络将形成一个高带宽、IP化、具有强QoS保证的信息通信网络平台。在这一平台上，各种接入手段将成为网络的触手，向各个应用领域延伸。而3G、宽带固定无线接入、各种无线局域网或城域网方案，都将成为大NGN平台的延伸部分。从而形成集固定无线手段于一体，各种接入方式综合发挥效用，各种业务形成全网络配置的一体化综合网络。当然，这一进程将是漫长的，也必将遇到很多挫折。
四、结束语
摘要：随着通信技术发展及“学生为中心”的新课堂教学改革研究的深入，红外、蓝牙、Wifi等无线技术在信息教学反馈领域的应用越来越广泛。本文在总结四类传统教学反馈方式的优缺点的基础上，对比分析现存的无线课堂反馈系统，提炼出以WIFI为代表的无线通信技术在课堂教学反馈的特点。
关键词：无线；通信技术；教学反馈
一、传统教学反馈方式研究
在课堂中，“教”与“学”同时进行，进一步说“教”是为了“学”，因此，教师需要用多种反馈方式来了解学生的学习效果，并根据实时的教学情况来调整教学方法、方式。传统的教学反馈的方法主要分为以下四种：1.言语反馈。教师通过课堂提问、课堂讨论以及学生质疑等口头语言交流来分析学生对课堂知识的掌握程度，从而调整教学方法、方式。这种方式缺点是教师得到的反馈信息有些片面，不能全面掌握学生学习情况，同时学生由于缺乏参与感造成注意力分散，导致课堂教学实效的流失。2.书面反馈。教师一般通过黑板板书、课后作业以及课堂测试等手段来观察学生对知识内容掌握程度与存在的问题。这种方式缺点是教师课堂上时间和精力无法对每一位学生进行有效的“教学诊断”，另外学生存在抄袭现象，加大了老师辅佐的难度。3.实物投影展示式反馈。教师通过实物投影展示、多媒体演示的方式展现学生的学习成果，从而了解学生学习存在的一些具体问题，让教师有的放矢地进行课堂教学。这种方式缺点和言语反馈类似，难以保证人人参与，无法准确掌握整体的课堂教学效率。
二、基于无线通信技术教学反馈系统研究
随着无线通信技术的发展，无线通信技术在教育领域的应用已成为当代教学新模式的重点研究方向。目前，应用在教育领域的主流无线通信技术有Bluetooth、RFID、UWB、Wi-Fi、红外等。例如，基于无线通信技术教学反馈系统常见的有红外手持反馈系统如北京松博科技有限公司研发的EZclick表决系统、Interwrite生产的PPS表决系统等、基于蓝牙的课堂反馈系统如华东师范大学硕士研究生周丽捷的研究、将GPS与Android相结合如山西长治医学院计算机教学部魏晋研制的基于Android平台的课堂签到与手机违规监测系统等等几种反馈系统。总的来说，与传统教学相比，基于Bluetooth、RFID、UWB、Wi-Fi、红外等技术的无线反馈式教学系统在以下四个方面占据优势：1.反馈实时性强。无线反馈式教学系统一般采用手机、平板等手持终端与教学服务器进行实时通信，因此，教学反馈信息可以通过“职教云”等网络教学平台实时地显示在投影屏上。与验收课后作业、开展课堂测验等传统教学反馈方式方式相比，无线反馈式教学系统在反馈上更快捷，大大缩短了反馈周期，更能帮助师生发现及解决教学问题。2.反馈覆盖范围广。无线反馈式教学系统组成的拓扑结构是树形或网型，课堂中每一位学生都能使用终端设备将疑惑、感想反馈至网络平台，因此相对于课堂点名答疑和课堂讨论的传统方式来说，无线反馈式教学系统收集到的教学反馈信息更全面，更客观地体现学生的学习水平。3.数据处理效率高。无线反馈式教学系统中网络服务器将一些接收到的教学反馈信息，如签到信息，讨论热度、教学资料浏览情况等，通过预设的算法进行相关处理、统计，进而得到一系列教学指标数据，更加直观、清晰的展示于师生面前。
三、总结
当今基于无线通信技术的教学反馈系统大多实现签到、检测和互动，教师依据教学反馈系统的信息和数据有针对性地调整教学方法方式，同时学生也能学习的疑惑、获知自己掌握情况，以此有针对性进行查漏补缺。总的来说，无线反馈式教学系统与传统教学反馈方式相更准确实用，不仅提高学生综合素质，更落实“学生主体，教师主导”的现代化教学理念。
作者:曹璐云 申丹丹 张颖 单位:湖南信息职业技术学院
电力通信网是为了保证电力系统的安全稳定运行应运而生的。它同电力系统的安全稳定控制系统、调度自动化系统被人们合称为电力系统安全稳定运行的三大支柱。我国的电力通信网经过几十年风风雨雨的建设，已经初具规模，通过卫星、微波、载波、光缆等多种通信手段构建而成为立体交叉通信网。随着无线通信技术的发展，无线通信系统的特性发生巨大的变化。鉴于采用无线通信网不依赖于电网网架，且抗自然灾害能力较强，同时具有带宽大、传输距离远、非视距传输等优点，非常适合弥补目前通信方式的单一化、覆盖面不全的缺陷。本文简单介绍一下无线通信传输体制的应用特点和优缺点，并分析其在电力系统的应用前景。
二、无线技术介绍
（一）无线通信技术的概念
目前，无线通信及其应用已成为当今信息科学技术最活跃的研究领域之一。其一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成。
（二）无线通信技术的发展现状
无线通信技术按照传输距离大致可以分为以下四种技术，即基于IEEE802.15的无线个域网（WPAN）、基于IEEE802.11的无线局域网（WLAN）、基于IEEE802.16的无线城域网（WMAN）及基于IEEE802.20的无线广域网（WWAN）。
总的来说，长距离无线接入技术的代表为：GSM、GPRS、3G；短距离无线接入技术的代表则包括：WLAN、UWB等。按照移动性又可以分为移动接入和固定接入。其中固定无线接入技术主要有：3.5GHz无线接入（MMDS）、本地多点分配业务（LMDS）、802.16d；移动无线接入技术主要包括：基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照带宽则又可分为窄带无线接入和宽带无线接入。其中宽带无线接入技术的代表有3G、LMDS、WiMAX；窄带无线接入技术的代表有第一代和第二代蜂窝移动通信系统。
1.主流无线通信技术
从技术发展的趋势可以看出，以OFDM+MIMO为核心的无线通信技术将成为未来无线通信发展的主流方向。而目前基于该技术的无线通信技术主要有：B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4种技术。
2.其他无线通信技术
除了上述主流的无线通信技术外，目前已存在的无线通信技术还包括：IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距离通信技术及LMDS、MMDS、点对点微波、卫星通信等长距离通信技术。
（1）IrDA：InfraredDataAssociation，是点对点的数据传输协议，通信距离一般在0～1m之间，传输速率最快可达16Mbps，通信介质为波长900纳米左右的近红外线。
（2）Bluetooth：Bluetooth工作在全球开放的2.4GHzISM频段，使用跳频频谱扩展技术，通信介质为2.402GHz到2.480GHz的电磁波。
（3）RFID：RadioFrequencyIdentification，即射频识别，俗称电子标签。它是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。RFID由标签、解读器和天线三个基本要素组成。
（4）UWB：UltraWideband，即超宽带技术。UWB通信又被称为是无载波的基带通信，几乎是全数字通信系统，所需要的射频和微波器件很少，因此可以减小系统的复杂性，降低成本。
三、无线技术优劣分析
（一）WLAN技术分析
Wi-Fi的技术和产品已经相当成熟，而且大批量生产。该技术适用于无线局域网，作为有线网络的延伸，对于特殊地点宽带应用，尽管Wi-Fi技术应用非常广泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患，Wi-Fi采用的是射频（RF）技术，通过空气发送和接收数据。由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击，黑客可以比较轻易地在电波的覆盖范围内盗取数据甚至进入未受保护的公司内部局域网。
（二）WiMax技术分析
WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好，是未来移动技术的发展方向，并提供优良的最后一公里网络接入服务。
（三）WMN技术分析
WMN是正在研究中的技术，在研究中不断地在不同方面结合各种技术的特点进行融合，而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。从应用前景看，WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间，在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集，并广泛应用到环境检测、工业、交通等领域。随着其他技术的不断更新完善，WMN更好地与之相融合、互补，从而能够扬长避短，发挥出各自的优势。
（四）3G技术分析
3G于1996年提出标准，2000年完成包括上层协议在内的完整标准的制订工作。3G网络部署已具备相当的实践经验，有一成套建网的理论，包括对网络的链路预算、传播模型预算以及计算机仿真等。从商用前景看，目前，3G在部分地区已得到大规模的商业应用，比如欧洲很多国家、日本、韩国等都已经建设了3G的网络。3G技术已经进入可以实用的阶段，还有很多国家和地区正在建设或将要建设3G网络。
（五）LMDS技术分析
本地多点分布业务系统LMDS是一种提供点对多点通信的固定宽带无线接入技术，其工作频率在20GHZ以上，利用毫米波传输，可在一定的范围内提供数字双工语音、数据、因特网和视频业务，是一种非常好的宽带固定无线接入解决方案。在最优情况下，距离可达8公里；但是由于受降雨的原因，距离通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通过扇区或基站设备将ATM骨干网基带信息调制为射频信号发射出去，在其覆盖区域内的许多用户端设备接收并将射频信号还原为ATM基带信号，在无需为每个用户专门铺设光纤或铜缆情况下，实现数据双向对称高带宽无线传输。
（六）MMDS技术分析
MMDS的主要缺点是有阻塞问题且信号质量易受天气变化的影响，可用频带亦不够宽，最多不超过200MHz。其次，MMDS对传输路径要求非常严格。由于MMDS采用的调制技术主要是相移键控PSK（包括BPSK、DQPSK、QPSK等）和正交幅度调制QAM调制技术，无法做到非视距传输，在目前复杂的城市环境下难以推广应用。另外，MMDS没有统一的国际标准，各厂家的设备存在兼容性问题。
（七）集群通信技术分析
数字集群系统具有很多优点，它的频谱利用率有很大提高，可进一步提高集群系统的用户容量；它提高了信号抗信道衰落的能力，使无线传输质量变好；由于使用了发展成熟的数字加密理论和实用技术，所以对数字系统来说，保密性也有很大改善。
数字集群移动通信系统可提供多业务服务，也就是说除数字语音信号外，还可以传输用户数字、图像信息等。由于网内传输的是统一的数字信号，因此极大地提高了集群网的服务功能。
（八）点对点微波通信技术分析
微波传输的优势主要体现在以下几个方面：第一，可以降低运营商的运营成本。与租用线路相比，微波系统的投资只要一年左右即可收回。第二，微波传输系统部署简洁快速。与传统的传输手段相比，其快速部署的优势可以更快地满足新业务发展的需要。第三，目前的微波产品对未来的发展是有保障的，对于运营商的新业务和新需求都可以给予很好的支撑。未来，微波传输系统将升级到全IP的平台之上，可以全面支持运营商未来的发展。
（九）卫星通信技术分析
利用卫星在有些人口不很密集的地区来配合陆地通信。在这些地区散布着范围较广但不密集的用户，可以利用卫星作为用户连至固定有线网的接入设施。在陆地通信网已经构成宽带多媒体通信网的环境下，利用卫星建成宽带卫星接入系统是比较好而切合实际的方案，经济又可靠。
但是卫星通信毕竟是采用卫星作为通信平台，其地面站的建设、通信信道租用费用都需要花费大量资金，而且通信资源为卫星通信公司所有，受其带宽的限制，使得大量数据的传输需要付出非常大的代价。因此，作为日常生产、生活使用是极为不经济的；而将卫星通信作为应急通信、作战通信、海外通信等则比较适合。
四、无线技术综合比较
目前无线通信领域各种技术的互补性日趋鲜明。这主要表现在不同的接入技术具有不同的覆盖范围、不同的适用区域、不同的技术特点、不同的接入速率。3G可解决广域无缝覆盖和强漫游的移动性需求，WLAN可解决中距离的较高速数据接入，而UWB可实现近距离的超高速无线接入。
首先，从标准化程度上看，本报告所涉及的技术中，仅仅WMN技术没有成熟的标准体系，LMDS、MMDS、集群通信均有多种标准，只是没有统一的国际标准，其余的技术均已经完成标准化工作，并且都进行了试验网建设和商业网建设。
从频率上看，Wi-Fi技术、WMN均使用的是开放频段，WiMax技术、3G技术等其他技术使用的是授权频段。
从覆盖范围上看，Wi-Fi技术、WMN技术属于局域网无线接入技术，仅覆盖35m～100m；WiMax技术、3G技术、LMDS技术、MMDS技术、集群通信属于城域网接入技术，覆盖范围在1km～54km不等，而卫星通信、点对点微波则属于广域网技术，通常用于通信主干组网建设。
从传输速率上看，点对点微波和卫星通信属于干线传输技术，不同的情况速率变化较大，而其余的技术均为接入技术，仅仅是3G技术接入速率最小，仅为384k，而其余技术均为几十M甚至上百M的速率。
从调制技术上看，其中WiFi技术、WiMax技术、WMN、3G技术均采用最新的调制技术OFDM，其余的技术均未采用OFDM调制技术。
从天线技术上看，仅仅3G和WiMax技术采用了MIMO技术，而其他技术均未采用MIMO技术；从传输环境上看，仅仅WiMax技术和3G技术支持非视距传输，其余技术均要求视距传输环境；从网络安全和QoS机制上看，WiMax技术和3G技术在这方面做得比较优秀、完善，其余的均存在较大的问题。
论文摘要：通过Bluetooth和UWB的技术对比及多角度的分析，证实了蓝牙+UWB作为下一代高速无线通讯技术的可能。
随着因特网、多媒体和无线通信技术的发展，人们与信息网络已经密不可分。当今无线通信在人们的生活中扮演着越来越重要的角色，低功耗、微型化是用户对当前无线通信产品尤其是便携产品的强烈追求，作为无线通信技术一个重要分支的短距离无线通信技术正逐渐引起越来越广泛的观注。
1短距离无线通信技术简介
近年来，由于数据通信需求的推动，加上半导体、计算机等相关电子技术领域的快速发展，短距离无线与移动通信技术也经历了一个快速发展的阶段，WLAN技术、蓝牙技术、UWB技术，以及紫蜂(ZigBee)技术等取得了令人瞩目的成就。短距离无线通信通常指的是100m以内的通信，分为高速短距离无线通信和低速短距离无线通信两类。高速短距离无线通信最高数据速率>100Mbit/s，通信距离<10m，典型技术有高速UWB、WirelessUSB;低速短距离无线通信的最低数据速率<1Mbit/s，通信距离<100m，典型技术有蓝牙、紫蜂和低速UWB。
2蓝牙(Bluetooth)技术
“蓝牙(Bluetooth)”是一个开放性的、短距离无线通信技术标准，也是目前国际上最新的一种公开的无线通信技术规范。它可以在较小的范围内，通过无线连接的方式安全、低成本、低功耗的网络互联，使得近距离内各种通信设备能够实现无缝资源共享，也可以实现在各种数字设备之间的语音和数据通信。由于蓝牙技术可以方便地嵌入到单一的CMOS芯片中，因此特别适用于小型的移动通信设备，使设备去掉了连接电缆的不便，通过无线建立通信。
蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础，采用高速跳频(FrequencyHopping)和时分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先进技术，为固定与移动设备通信环境建立一个特别连接。蓝牙技术使得一些便于携带的移动通信设备和计算机设备不必借助电缆就能联网，并且能够实现无线连接因特网，其实际应用范围还可以拓展到各种家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络。打印机、PDA、桌上型计算机、传真机、键盘、游戏操纵杆以及所有其它的数字设备都可以成为蓝牙系统的一部分。目前蓝牙的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz频带，通道带宽为lMb/s，异步非对称连接最高数据速率为723.2kb/s。蓝牙速率亦拟进一步增强，新的蓝牙标准2.0版支持高达10Mb/s以上速率(4、8及12～20Mb/s)，这是适应未来愈来愈多宽带多媒体业务需求的必然演进趋势。
作为一个新兴技术，蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处，如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。但毫无疑问，蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通信技术，它必将在不久的将来渗透到我们生活的各个方面。
3超宽带(UWB)技术
超宽带(Ultra-wideband—UWB)技术起源于20世纪50年代末，此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着无线通信的飞速发展，人们对高速无线通信提出了更高的要求，超宽带技术又被重新提出，并倍受关注。UWB是指信号带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25%的无线通信方案。与常见的使用连续载波通信方式不同，UWB采用极短的脉冲信号来传送信息，通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。因此脉冲所占用的带宽甚至高达几GHz，因此最大数据传输速率可以达到几百分之一。在高速通信的同时，UWB设备的发射功率却很小，仅仅是现有设备的几百分之一，对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声，因此从理论上讲，UWB可以与现有无线电设备共享带宽。UWB是一种高速而又低功耗的数据通信方式，它有望在无线通信领域得到广泛的应用。UWB的特点如下(1)抗干扰性能强：UWB采用跳时扩频信号，系统具有较大的处理增益，在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中，输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。
(2)传输速率高：UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s，有望高于蓝牙100倍。
(3)带宽极宽：UWB使用的带宽在1GHz以上，高达几个GHz。超宽带系统容量大，并且可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。
(4)消耗电能少：通常情况下，无线通信系统在通信时需要连续发射载波，因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波，只是发出瞬间脉冲电波，也就是直接按0和1发送出去，并且在需要时才发送脉冲电波，所以消耗电能少。
(5)保密性好：UWB保密性表现在两方面：一方面是采用跳时扩频，接收机只有已知发送端扩频码时才能解出发射数据;另一方面是系统的发射功率谱密度极低，用传统的接收机无法接收。
(6)发送功率非常小：UWB系统发射功率非常小，通信设备可以用小于1mW的发射功率就能实现通信。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。
(7)成本低，适合于便携型使用：由于UWB技术使用基带传输，无需进行射频调制和解调，所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件，系统结构简化，成本大大降低，同时更容易集成到CMOS电路中。
参考文献：
中图分类号：TP393.03 文献标志码：A 文章编号：1009-6868 （2013） 04-0063-04
1 近场通信背景及概述
在2013年2月闭幕的巴塞罗那世界移动通信大会上，近场通信（NFC）技术在全球移动通信协会的强力推介下登场，成为业界新热点。各大厂商也加紧了对于支持NFC技术产品的研发生产。近场通信技术又称近距离无线通信，鉴于各种移动互联网应用的广泛开展和未来发展的广阔空间，它已是信息时代的又一新宠，也是各大厂商和服务商争夺的下一块领地。
1.1 NFC背景
NFC技术是于2004年4月由飞利浦公司发起，是一项由飞利浦、诺基亚、索尼等厂商联合主推的近距离无线技术。多家公司和大学共成立了泛欧联盟，旨在推动NFC开放式架构的开发和其在手机中的应用。NFC由射频识别（RFID）及互联互通技术整合演变而来，保持对RFID的兼容性。通过在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，具备NFC功能的设备能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。这项技术最初只是RFID技术和网络技术的简单合并，现在已经演变成一种短距离无线通信技术，近年来逐年受到关注。很明显，近场通信利用的是无线电波的临近电磁场，根据电磁理论，近磁场的信号传播过程中强度会以大约1/d 6的速率下降（d 表示通信距离），如此大的衰减使近场通信成为名副其实的短程通信技术。相比之下，在无线电波的远场中，信号强度以1/d 2的速率下降。
近场通信技术在ISO 18092、ECMA 340和ETSI TS 102 190框架下推动标准化，同时也兼容应用广泛的ISO 14443 A/B以及Felica标准非接触式智能卡的基础架构。
作为一种近距离的高频无线通信技术，近场通信的可用距离约为10 cm，可以实现电子身份识别或者数据传输，其应用范围已由电子支付扩展至旅行、交通、购物等方面。NFC技术的短距离交互很大程度简化了设备互联过程中整个认证识别过程，使得电子设备间互相访问更直接、简答、安全并更清楚。
NFC技术结合了非接触式感应以及无线连接的相关技术，并作用于13.56 MHz频带，同时支持106 kbit/s、212 kbit/s 或者424 kbit/s等传输速度，将来最高支持速率可提高至1 Mb/s左右，为设备间不同的应用场景提供了灵活的选择能力。与其他短距离无线通信技术相比，NFC技术更安全，反应时间更短。并且，由于近场通信技术与现有非接触智能卡技术相兼容，目前已经得到越来越多厂商的支持并成为正式标准，这些都为NFC技术大范围的应用提供了可能。NFC技术提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信，例如借助NFC技术，人们可以在不同的设备间交换照片、音乐、视频剪辑等信息。
其实，近场通信并非新生事物，但直到近年来才逐渐受到关注。在NFC技术发展过程中有几个重要的历程值得一提：1983年查尔斯·沃尔顿获得第一个RFID相关专利；2004年诺基亚、飞利浦和索尼联合组建了近场通信论坛；2006年NFC标签的初步规范；2006年规范“SmartPoster”的记载；2006年诺基亚6131成为首个NFC功能的手机；2010年三星Nexus S成为首款可以支持NFC功能的Android手机。
作为一种无线技术，NFC同样面临安全问题。但是NFC技术本身的特点——非常小的通信范围，有效隔绝了黑客的入侵，用户完全可以放心地在这样的近距离中进行通信。但是为了提供安全可靠的通信，近场通信技术也包含了完整的安全技术。
1.2 NFC的3种工作模式
近场通信技术支持3种不同的工作模式： 卡模式、点对点模式和读卡器模式，如图1所示。
在卡模式下，NFC设备相当于一张采用RFID技术的IC卡，完全可以应用于现在IC卡（包括信用卡）的使用场合，如公交卡、商场消费卡、车票，门禁管制、门票等等。这种方式下的一个明显优点是卡片通过非接触读卡器的RF域来供电，即便是在寄主设备（如手机、移动终端）没电的情况下也可以保证数据的传输工作。
在点对点模式下，NFC技术和红外线技术一样，可用于数据交换，只是采用NFC技术的设备传输距离较短，传输创建速度较快，传输数据的速度也较快。相比于红外设备，采用NFC技术的设备功耗较低。将两个具备NFC功能的设备连接后，即可实现数据在设备间的点对点传输，可完成下载音乐、交换图片或者同步设备地址薄等功能。因此通过近场通信技术，多个设备（如数位相机、PDA、计算机和手机等）之间可以交换资料或者互相提供服务。
在读卡器模式下，NFC设备可以作为非接触读卡器使用，从海报或者展览信息电子标签上读取相关信息。
需要进行数据交互时，NFC设备可以工作于主动模式或被动模式下。在被动模式下，发起NFC通信的设备，也称为NFC发起设备（主设备），在整个通信过程中提供射频场。它可以从106 kbit/s、212 kbit/s或424 kbit/s中选择一种传输速度，将数据发送到另一台设备。另一台NFC设备作为目标设备（从设备），不必主动产生射频场，仅需要通过负载调制技术，以相同的速度将数据传回发起设备。此通信机制与基于ISO14443A、FeliCa的非接触式智能卡兼容。因此，NFC发起设备在被动模式下，可以用相同的连接和初始化过程检测非接触式智能卡或NFC目标设备，并与之建立联系。在主动模式下，通信双方收发器加电后，任何一方可以采用“发送前侦听”协议来发起一个半双工发送。在一个以上NFC设备试图访问一个阅读器时，这个功能可以防止冲突。
在主动模式下，每台设备要向另一台设备发送数据时，都必须产生自己的射频场。发起设备和目标设备都要产生自己的射频场，以便进行通信。在被动模式下，像RFID标签一样，目标是一个被动设备。标签从发起者传输的磁场获得能量，然后通过负载调制技术将数据传送给发起者。
需要注意的是，移动设备主要工作于被动模式下，从而能够大幅降低功耗，延长电池寿命。在一个应用会话过程中，NFC设备可以在发起设备和目标设备之间切换自己的角色。利用这项功能，电池电量较低的设备可以要求以被动模式充当目标设备，而不是发起设备。
1.3 与其他无线通信技术的比较
目前，无线通信市场多种技术并存，尤其是近距离通信领域，已经存在多种近距离无线通信技术，比如蓝牙技术、红外线技术、RFID技术等，这些技术的并存为用户提供了丰富多样的业务，并且每一种技术都有自己的应用场景和优势。近场通信技术的出现，丰富了近距离无线通信技术的种类，完善了近距离无线通信的应用场景和范围，也为用户提供了更大的选择灵活性。与现存的诸多近距离无线通信技术相比，NFC技术具有明显的优势。图2展示了无线通信市场中各技术适用场景[1]。
与RFID相比，近场通信技术中的信息也是通过无线频率的电磁感应耦合方式传递，利用了负载调制的功能。但两者之间还是存在很大的区别。首先，与RFID技术相比，NFC的传输距离更短，可以提供轻松、安全、迅速的无线连接。已知的RFID的传输范围可以达到几米、甚至几十米，近场通信技术由于其独特的技术优势，对信号进行了有效衰减，从而有效地降低了电磁波的传输距离，因此NFC具有比RFID技术更近的传输距离、更高的带宽、更低的能耗等特点。其次，近场通信技术天生的优势是与现有非接触智能卡技术兼容，目前已经成为越来越多主要厂商支持的正式标准，因此具有更广阔的应用前景和使用范围。同时，NFC技术是一种近距离连接协议，提供设备间轻松、迅速、安全而自动的通信。与其他无线连接方式相比，近场通信是一种近距离的私密通信方式。最后，近场通信与RFID的应用领域不同，NFC技术主要应用于门禁、公交、手机支付、交通、旅行、购物等领域，RFID技术则在生产、物流、跟踪、资产管理等领域内发挥着巨大的作用。
此外，与红外和蓝牙传输方式相比，近场通信技术也表现出自己独特的优势。与红外技术相比，NFC技术提供一种面向消费者的、更近距离的交易机制，比红外传输方式更快、更可靠、更简单。与蓝牙传输技术相比，一方面，近场通信技术面向近距离交易，适用于交换财务信息或敏感的个人信息等重要私密数据；另一方面，蓝牙技术能够弥补NFC技术通信距离不足的缺点，可以应用于较长距离的数据通信。因此，NFC技术和蓝牙技术可以相互补充、共同存在。事实上，快捷轻型的NFC协议可以用于引导两台设备之间的蓝牙配对过程，促进蓝牙的使用。表1中直观地表示了近场通信技术、红外技术和蓝牙技术在几个技术性能指标上的差异。
正是由于近场通信技术具有独特的技术优势，以及其对多种标准规范的有效支持和兼容，加上NFC具有成本低廉、方便易用和更富直观性等特点，这让它在某些领域显得更具潜力。NFC通过一个芯片、一根天线和一些软件的组合，能够实现各种设备在几厘米范围内的通信，并且费用低廉。近几年随着智能手机的普及，NFC技术逐渐走入寻常百姓家，众多厂商纷纷在自己的终端设备中加入了NFC功能，抢占NFC市场先机。可以预言：如果NFC技术能得到普及，它将在很大程度上改变人们使用许多电子设备的方式，甚至改变使用信用卡、钥匙和现金的方式。我们有理由相信：近场通信技术将在移动互联网时代大放异彩。
2近场通信技术架构
近场通信技术支持3种不同的工作模式，每种工作模式具有相似的技术架构，但是具体的工作模式又体现出各自的差别。我们将概述性地介绍近场通信的技术架构。
按照从下至上的顺序，近场通信技术的总体技术架构包括以下几个部分：模拟协议规范、数字协议规范、NFC相关动作规范、逻辑链路控制协议、NFC标签技术规范、NFC数据交换格式、记录类型定义规范等。每一种技术规范都完成特定功能，并且针对具体的业务应用和工作模式灵活选择适当的协议规范实现。具体架构如图3所示[1]。
模拟协议规范的作用主要是定义了具备NFC功能的设备的无线射频特性，如射频域的形状和强度。该规范主要用来决定NFC设备的可操作范围。根据规定，近场通信技术的射频磁场的载波频率为13.56 MHz，未经调制的射频磁场磁场强度最小值为H min =1.0 A/m rms，未经调制的射频磁场强度最大值H max =7.5 A/m rms。在通信的过程中需要对磁场进行调制。被动通信模式下，初始方应产生一个射频磁场来给目标方供应能量，目标方应该能够在H min和H max 间连续工作，在实际使用过程中，当目标方在初始方的工作区域中时，初始方在其工作区域中的磁场强度应不小于H min 。在主动通信模式下，初始方和目标方都是用自身产生的射频磁场（H min ～H max ）进行通信。在实际使用过程中，当目标方和初始方在对方的工作区域中时，初始方和目标方应保证在自身工作区域中的磁场强度不小于H min 。当进行外部磁场检测时，如果外部磁场在频率为13.56 MHz 处的场强高于H Threshhold，NFC 设备应能检测出该外部磁场的存在。外部射频磁场阈值H Threshhold = 0.1875A/m。
数字协议规范主要定义了用于完成通信的构件，是实现ISO/IEC 18092和ISO/IEC 14443标准中数字技术的规范。涉及到4种不同角色（初始方、目标方、读写器、卡模拟器）下的NFC设备的数字接口和半双工传输协议。主要包括调制机制、比特级编码、比特速率、帧格式、相关协议和命令集。
NFC相关动作规范以满足数字协议规范的构件为基础，定义了互动方式下建立通信的一系列动作。如轮询周期、何时执行进行冲突检测等动作。规范中定义的一些动作可以原样使用，或者通过适当修改来定义其他的方式来建立通信，这些变种方式可以适用于原用例或者适用于不透光的用例。
逻辑链路控制协议（LLCP）描述了NFC套件逻辑链路控制层（LLC）的功能、特征和协议。逻辑链路控制层构成了OSI模型数据链路层的上半层，与下半层的媒体接入控制层（MAC）互补。LLCP层技术规范通过一系列映射可以支持MAC层。LLCP协议到外部MAC协议的每一种映射都指定了相应的绑定需求。LLCP主要特征包括链路激活、监测、去活，异步均衡通信，高层协议复用，无连接传输，面向连接的传输等。LLCP不支持同步传输、多播与广播、数据的安全传输、服务用户接口等功能。
NFC标签技术规范定义了4种NFC的标签类型，以支持设备的读卡器工作模式。
数据交换格式（NDEF）规范定义了NFC应用中的信息编码格式。该规范支持NDEF信息的复用和分块。
记录类型定义规范如何在NDEF信息中构造记录，并指出记录可以互相包含。每一种记录都包含一个类型指示，表明其包含的内容。
NFC设备有3种工作模式，对不同的工作模式，在协议使用与应用定义方面有明显的差异。
工作于读写模式下的设备支持的应用可分为3类：NDEF参考应用、第三方NDEF应用和非NDEF应用。NDEF参考应用是指NDEF论坛预定义的一些具有参考价值的应用，如链接切换、智能海报等；第三方NDEF应用是指使用NDEF技术基于标签的专利性私有应用；非NDEF应用是指需要与非接触式卡片交互的专利性私有应用[1-2]。读写模式下的技术架构如图4（a）所示。
点对点模式下的技术架构如图4（b）所示。逻辑链路控制协议负责链路的激活、管理、去激活，该协议支持异步平衡模式和协议复用技术，同时支持无连接传输和面向连接的传输情况；协议绑定模块为NFCC论坛定义的协议规范提供标准的绑定（即端口号），增强不同协议之间的互操作性；论坛已有协议部分是指那些论坛已定义了的与LLCP相互绑定的协议，如IP、对象交换协议（OBEX）；其他协议是指那些论坛为指定的可以运行于LLCP协议层之上的部分协议；参考应用指论坛定义的可以运行于NDEF协议上的参考性应用；点对点应用可能包括从相机打印照片、交换商务名片，以及第三方NDEF应用等等。
卡模式下的NFC设备架构比较简单。其应用主要包括一些专利性的非接触式卡片应用，如基于ISO14443 A/B或FeliCa标准的付账、购票应用等。具体技术架构如图4（c）所示。 （待续）
参考文献
[1] NFC Forum. NFC digital protocol technical specification 1.0[S].2010.
[2] NFC Forum. NFC Data Exchange Format （NDEF） technical specification 1.0[S].2006.
作者简介
关键词：高速无线局域网；关键技术
1 无线局域网的内涵与特点
无线局域网饱含了网络技术、无线通信技术，是一项综合性较高的学科领域。主要是通过无线传输方式提供各个网络设备间的通信功能。无线局域网使用户能够相对自由地连接网络设备，进而使现有通信资源得到更加广泛、高效的利用，使无线通信的效率显著提高，积极研究、利用和创新无线局域网相关技术，不断提升无线局域网的系统容量与传输效率是当前无线通信技术研究的热点，因此高速无线局域网、超高速无线局域网的关键技术均是当前通信领域研究的重点。
无线局域网的特点主要包括：1）灵活性。无限局域网采用的是电磁波的信息传输方式，与传统的通信模式有较大的差异，而且在某些特定条件下也还可以代替传统的网络；2）经济性。用户无需使用线缆就可以构建无线局域网，覆盖有无线局域网的区域与网络连接，用户只需接入无线局域网就可与外界网络连接，因此对用户来说，无线局域网的经济性较强；3）扩展性。无线局域网的扩展性较为突出，用户可以根据自己的需求灵活选择可行的配置方案，在进行网络扩展时，无需铺设新的线缆，通过简单的设置即可实现扩展；4）维护简单，维修快捷。无线局域网如果发生故障，十分容易定位，这使其相对传统网络更容易维修和维护，无需耗费很长的时间就能够对系统故障进行方便的修复，且无需像传统网络修复那样对所有设备运行状况进行一一检查，只需对系统定位出的故障设备进行更换或维修即可。
2 高速无线局域网关键技术分析
2.1 编码技术
无线局域网一般情况下包含这两个编码方式：LDPC和BBC，即低密度奇偶校验码以及二进制卷积码。第一个的原理是在前码组和后码组中加上相关性，由接收顺序从网格图上找到和接收序列相差距离最短的一个计算方法。第二个一般适用到各式各样的通信网络上，它有存在线性分组码的特性，且存在一种稀疏的校验方阵。
2.2 调制技术
这是通讯系统存在的前提。当今在现有通信系统里，一般情况下都选择数字调制这种方法。而这种方法就其本质而言是利用数字基带信号达到对正弦载波的控制，这样就能完成对发送信号的频谱的改变，将其变成适合传输以及处理的形态，好让频谱能够完全发挥作用。
2.3 比特交织编码调制技术
信道编码技术可以对最基础的信息排序编码，且依据相应的步骤增加一些校验比特，根据驿码来检测它的准确率。这种方法的优点非常明显，它能够提升所接收信息的准确率，提升信息的速度。当下，为了确保通信网络系统的稳定性，要求必须利用高水平的纠错编码，这样也就使得编译码趋向复杂化发展，使得我们必须尽快把调整独立出来，才能尽可能弥补其在性能上的缺陷。
2.4 OFDM技术
OFDM为数字多载波调制的频分复用系统，它的关键部分是把稍微大的带宽信道转变成子信道，把速率比较高的数据流转变成速率比较低的数据流，这样就能避免受到符号的负面影响，将信道变得平均化简单化。目前，这种技术已然运用到许许多多通信设备中，同时也转变成高效无线通信的核心技术，展示出了速率较高的频谱、较高的抗编码干扰性、抗衰性、延展性以及降低了复杂率。所以，这种技术其实就是寻找匹配的子载波传送，做好对频域资源的动态调整，从而达到对频率分流以及多用户分流的效率最大化，充分利用系统的高性能。图1、图2分别表示了MIMO OFDM系统的发送方案框图和接收方案框图。
2.5 多入多出技术
MIMO是一种多输入多输出的技术种类，它的原理是根据利用多束天线的信息输出部分以及信息接收部分来达到数据传送，利用信息传送、信息处理等，把空间内的能源充分开发利用，构建起一个完整的传送带。MIMO技术可以在不增加宽带的条件下，成倍地提升系统容量及其频谱利用率，它可以定义为发送端和接收端之间存在多个独立信道也就是说天线单元之间存在充分的间隔。因而进一步消除了天线间信号的相关性，提升了信号的链路性能，提升了数据吞吐量。通过多束天线的利用，可以避免无线信息传送通道的影响，提升信道性能。现有的MIMO得到较为快速的进步，且已受到诸多无线通信标准的采纳，将在不久的将来变成无线通信的一个核心技术。
2.6波束赋形技术
这种技术是通过智能天线波束成型衍生出来的，它可以削弱系统信号所受的不良影响，削弱一些毫无关联的信号对信息传送造成的不良干扰，从而扩大系统的包容度。现在这种技术受到无线通信行业的广泛关注，且已运用到很多无线通信设施中。
3 总结
无线局域网的高速化、移动化、个性化，很好地弥补了传统网络技术的缺陷，对人们的生活、工作、学习带来了更大的便利。移动通信技术的发展具有较强的继承性，下一代高速无线通信系统是在现有的无线局域网关键技术的基础上发展而来的，高速无线局域网有着良好的发展前景和广阔的应用空间，积极对其关键技术进行研究和创新，对于提升高速无线局域网的性能，和推进高速无线局域网的广泛应用，有着重要的意义。
参考文献：
[1] 初洪娜.下一代移动通信关键技术在高速无线局域网中的应用[J].科技资讯.2011（22）：17.
[2] 秦海博.超高速WLAN增强型MAC层技术的研究与实现[D].北京邮电大学硕士学位论文，2014.
【关键词】LTE关键技术发展趋势
LTE技术是多种先进技术的集成者，它是3G无线通信技术的替代者，作为是4G时代可能的移动无线技术的标准之一，LTE技术的发展将会影响着整个移动通信产业技术的发展方向。
一、LTE产业发展现状
虽然3G通信技术在我国范围内兴起的时间不长，才在刚刚大规模部署的阶段，但4G的研发工作早已在各国不同地区开展了。随着移动设备的越来越高端，人们对上网的需求也不得已满足，热门对于2Mb/s的WCDMA R99传输速录和14.4Mb/s的R5 HSDPA的峰值率已经不能满足自身需求[1]。并且，OFDM技术作为无线通信技术发展的另一产物，将无线通信的接入速率提升到100Mb/s，这给3G信息技术带来了巨大的市场竞争压力。
二、LTE中的关键技术
1、OFDM技术
OFDMA技术其实就是LTE下行链路采用在循环前缀基础上的正交频分多址技术。首先在发射端将信号插入到循环冗余校验码中，然后对信道进行编码、信道交织、特征加扰等的处理来解决突发噪声对系统操作的影响，LTE系统一般采用QPSK、16QAM、64QAM三种方式[2]。
如图1就是LTE系统的发送接收模型，是一种采用了2*2的MIMO技术，一个码字到两层的映射方式。由于天线数量与码字数量不一致，所以需要将码映射到不同的发送天线上，由此便需要层映射和预编码的工作。层映射是将码字按照一定的规则流程映射到多层的过程，预编码则是将数据再次映射到不同的天线端口的过程。
在理解OFDM技术时，应注意区分于一般的频分复用FDM技术，正交频分复用技术是多载波通信的一种，并且在频道选择性信道中发挥着最大优势，各个子信道在正交频分复用系统中的时域中正交，并且重叠在频域中，其实现工作的基本原理就是通过串/并转换器将高速串行的数据流变为多个低速并行的比特流，并且每一个OFDM子信道只传输一个低速数据流。
2、多天线技术
现代的无线通信技术离不开天线的作用，所以天线性能是否优良也影响着整个通信系统的效果。在传统的通信技术中，天线技术从开始的单发/单收天线到单发/多收和多发/单收的发展阶段，在实际生活应用中我们也了解到，地面传输路径中信号的通信比其他路径如光纤、电缆、卫星等的信号要发展的慢一些。
而现如今的通信系统要想打破原有技术的束缚来获得更强大的信号功率和更优良的服务，可以从恶劣通信环境影响通信技术发展进行突破。所以就要不断提高发送信号的功率[3]。这在第三代通信系统中是不存在的买所以就会降低整个通信系统的性能影响通信技术的发展。所以人们对无线网技术的研究是具有重大突破性的。
3、MIMO技术
MIMO技术为通信技术中高速的数据信号传输技术带来了可能成为无线通信领域的一大新突破，它很大一定程度上是提升系统频率利用率。其工作原理就是基于通信系统的基础上采用其多输入/输出的方式更多的发送与接收同时选择多天线单元，并且通过其信道途径中的多维度的特性。如图2所示。
MIMO技术特点是采用多远天线阵列在发送/接收端，得到不同的空间特性的空间向量基于无线信道中，有如在一个通用大空间的信道中又独自进行多个互不干扰的信道。这种技术可以带来空间的分集增益，这种新型MIMO技术创新的方法被称为空间分集。通过MIMO技术，天线阵列所传输的多个并行的信号数据，接收端可对其进行相应的数据标识，也就是说，不同的数据流对于接收端都是具有可利用和区分的空间特性的，在这时就具有了多维性。MIMO系统改变无线信道可看做是由M= min（nT，nR）个并行子信道组成，所以MIMO技术中的通信系统信道容量其实就是所有子信道通信系统容量的总和。在所有的发送和接收天线阵列都具有非相干特性的条件下，系统中每个子信道都可有相同的极限容量，整个信道极限容量将会有重大提升，公式如下：
C≈M・B・log2（1+SNR）
所以从上文分析及公式可以看出，MIMO技术的改善会对整个无线通信信道的容量进行全面提升，还有就是利用MIMO技术还可增加信道的可靠性来降低信道传输数据的错误率。
三、LTE中技术的发展趋势探究
作为我国最大的移动营运商，中国移动也将加入到LTE技术营运行列中，由于美国高通公司在3G时代占据主导地位，LTE正在努力避免高通的主要技术，所以大大削弱了高通在3G时代的地位。2007年11月底至12月初3GPP RAN38全会通过RAN1提交的融合帧结构方案，被正式写入3GPP标准，2008年，RAN4的工作、RAN5和核心网的相关标准制定工作的完成，又是一重大性进展。
LTE具有来自TD-SCDMA现有核心技术的继承和MIMO、OFDM主流技术有机结合，将显著提高新型技术的系统功能，也给4G标准中更多地专利技术提供了可能。
还有随着多媒体娱乐和网络游戏的开发，当前的传输速率已经达不到人们的要求，所以设计并实现了峰值速率的数据传输，并且具有良好的兼容性。
四、结束语
3GPP LTE技术作为重要的无线通信技术，OFDM技术很大程度上又提高了系统容量和系统的频谱效率。LTE 及 LTE-Advanced 等技术中必须应用更先进、资源利用率更高的技术如高阶MIMO技术、协调多点发送技术、等进一步提升整个系统的性能。
参考文献
[1]沈嘉，索士强，全海洋. 3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计[M]. 北京：人民邮电出版社. 2008：16-46
[2]曾召华. LTE基础原理与关键技术[M]. 西安：西安电子科技大学出版社，2010：18-34
【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）.
摘要:早在七十年代，人们开始研究无线电通信技术。无线电通信技术有线电通信相比，具有不用架设传输线路线、脱离传输距离限制、传输距离远、通信灵活等优点，备受市场的青睐。无线电通信技术为人们的生产和生活带来的影响无疑是巨大的，但它亦有不容忽视的缺点，譬如声音、文字、数据、图像和视频等传输的质量不甚稳定，由此造成的声音失真、文字模糊、数据滞后、图像和视频失真都亟须改进之处，还有信号容易受到干扰、容易被人截获造成通信内容保密性差，尤其在军事和经济领域，再一次说明无线电通信技术通信方法的拓新势在必行。本文就无线电的优缺点进行分析，探讨其通信技术所需拓新之处，并提出建议。
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.
[2]《数字与模拟通信系统》LeonW.Couch,II电子工业出版社.
关键词：无线网络；军队；安全；物理层安全；可见光通信
中图分类号：TN 929.3
文献标识码：A
DOI： 10.3969/j.issn.1003-6970.2015.08.004
0 引言
进入二十一世纪的第二个十年以来，信息已经成为人类社会文明进步的要素资源，成为现代社会持续发展的基本条件。信息网络空间已经成为继陆、海、空、天之后的第五大国家疆域，成为世界各国战略竞争的重要领域。信息安全已成为与国防安全、能源安全、粮食安全并列的四大国家安全领域之一。
近些年来，以美国为代表的信息技术强国利用自身所垄断的全球信息技术优势，加紧构建信息安全保障和攻击体系，以进一步巩固其在网络空间的统治地位。在美国现有的国家信息安全体系中，政府、IT企业和社会团体分工协作，相互配合，共同推进美国国家和军队的信息安全体系建设。当前，美国政府部门作为信息安全战略制定、网络和信息安全项目策划、网络情报侦查、网络防御以及网络进攻的主导者，引领了整个美国信息安全领域的发展和规划。其主要部门包括国土安全部、国防部、美军网电司令部、商务部、联邦调查局以及中央情报局；美国的IT企业则是网络攻防的具体实施机构和重要支撑单位，是美国政府和军队海量情报数据的来源，同时也是实施网络作战的实施主体；而美国及其盟国中一些非营利性团体和学术组织则为美国政府和军队提供了舆论和技术层面的支持，同时进行了人才的输出，以支撑日益强大的美国信息作战部队。
随着无线与移动通信技术的高速发展，抛开有线束缚的无线通信技术为国家和军队的指挥和作战带来了极大的便利性，然而也埋下了极大的安全隐患。截至2014年年底，美国情报和军队相关部门在无线网络中侦收和攻击获得的情报已经占到美国情报总量的约57.6%，凸显了当前国家和军队无线网络安全的严峻态势。美军网电司令部2015年战略规划指南显示，未来美军网电部队将把无线领域作为网络攻防作战的重点，这对我国国防和军队网络安全体系和技术提出了新的考验。本论文从历史出发，对交换技术进行了简要的回顾，指出了当前交换网络发展的瓶颈以及问题，并基于前沿的下一代智能网络以及大数据交换网络提出了展望和设想。
1 军队无线网络安全现状
我国的互联网、电信网、广电网和各类专网（包含军网）组成的国家基础网络是国家和军队信息安全防护的重要对象，但是这些基础社会建设过程中普遍存在着重建轻防，甚至只建不防的问题，造成网络信息安全体系构建的极大障碍。
当前，我军无线网络通信手段主要包含战场卫星通信、短波电台通信、水下潜艇长波通信等战时通信手段，以及军队日常办公所使用的蜂窝网移动手机通信、单位无线局域网（Wi-Fi）以及家庭使用的宽带及家庭无线局域网等非战时通信手段。由于战时通信技术具有较强的应用层加密以及物理层跳频和扩频保障，传统的窃密和攻击手段并不能很快奏效，反而是和平时期工作用无线局域网、个人手机、家庭Wi-Fi等上网和通话极易被侦听和窃密，导致无意识泄密。据不完全统计，2014年以来军队、军工企业等军事相关单位因手机、家庭宽带/Wi-Fi等被攻击及窃听的事件约470起，造成不可估量的军事、经济以及国家核心技术损失。
美国凭借其在信息领域的绝对优势，不断将其技术和设备输出到中国，而国产化设备的低性能、高价格等不足进一步导致了党政军系统中日常无线网络通信设备国产化程度极低，使得日常无线网络的安全防线处于近乎失灵的状态。在美国IT跨国公司和美国网络部队等诸如“棱镜”项目面前，我军的基础网络和重要信息系统几乎完全处于不设防状态。诸如思科、微软、英特尔、IBM等IT企业几乎完全控制了我国高端IT产品的生产及应用。据Gartner数据显示，Windows系列操作系统在我国市场占有率超过9成，英特尔在微处理器市场上占有率也超过8成，谷歌的安卓操作系统在我国市场占有率达到8成。即使是国产的联想、酷派等手机，其核心芯片和操作系统也多是国外生产，使得我国无法从技术层面根除安全隐患。
2 解决方案：物理层安全技术和可见光通信技术
针对目前日常军队无线网络安全性的问题，本文提出了两种可行的改进方案，能够在现有技术的基础上，从防止无线信号被侦收和泄漏的角度实现日常状态下部队营区无线通信的安全保密。
在现有的通信系统中，通信的保密性主要依赖于基于计算密码学的加密体制，早在20世纪初就已有人提出将传输的信息与密钥取异或的方法来增强信息传递的安全性。这种基于密钥的加密方法首次由Shannon于1949年给出了数学的理论分析。假设发送者希望把信息M秘密地发送给接收者，称M为明文信息。则加密的过程为，在发送端，发送者通过密钥K以及加密算法f对所要传输的明文M进行加密，得到密文S。在接收端，接收者通过密钥K以及与加密算法相应的解密算法，我们用f-1标记，来进行解密，从而得到明文M。通过对加解密过程的观察，可以得知，有两个方法防止窃听者从窃听到的S中获取明文M： 一个是窃听者不知道密钥K，另外一个是解密算法非常困难，窃听者难以在有限的时间用有限的资源进行解密。基于这两个方法，延伸出了现代通信系统中非常常见的两种加密形式，一个是对称密钥加密，一个是非对称密钥加密。
现代密码学的加密体制主要是在物理层之上的几层来实现的，譬如MAC层、网络层、应用层等等，故有时也称基于现代密码学的安全为上层安全。物理层对于现代密码学加密体制来说是透明的，即物理层安全与上层安全是独立的。下面分别介绍物理层安全的两个基础知识，分别是：窃听信道模型和安全传输速率。窃听信道模型是物理层安全所研究的基本信道模型，安全传输速率是衡量物理层安全系统性能的重要指标。
物理层安全主要是利用特殊的信道编码和无线信道的随机特性使得秘密通信得以进行，它与现代密码学不同之处在于，其安全程度并不依赖于Eve的计算强度，而是依赖无线信道环境的随机特性。但是，从保密环节上来说，物理层安全与传统的计算密码学的安全却有着本质的相似之处。如图1所示。物理层安全中的编码调制环节和信道的随机性是安全通信的必要条件，正如现代密码学体制中的加密算法和密钥。编码调制环节是指Alice根据Alice-Bob和Alice-Eve信道的信道条件，通过独特的信道编码来保证Alice与Bob之间安全又可靠的通信。从安全的角度来说，编码调制环境可以被看作现代密码学中的加密过程，信息加密后生成的密文记为Xn。密文经过无线信道和解调译码可以等同为现代密码学中的解密环节，其中信道信息{h，g}可以看作公共密钥，而Bob接收端的噪声可以看作Bob的私钥，Eve是没有办法获得的。因此密文通过Bob的无线信道和解调译码，可以被Bob正确地译码解密；而此密文通过Eve的无线信道和解调译码，Eve是不能获得任何信息的。由此可见，虽然物理层安全与传统的基于现代密码学的加密原理是完全不同的，但是它们在实现框架上却也能够找到共同点。物理层安全可以看作是以调制编码等发送端的技术为“加密算法”，充分利用Alice-Bob和Alice-Eve之间无线信道的差异性，把无线信道看作“加密密钥”，从而使得Alice与Bob之间形成了安全可靠的通信。
物理层安全技术由于可以独立于上层而单独实现秘密通信，因此在无线通信系统中，可以在保证现有上层安全措施不变的情况下，补充物理层传输的安全。这使得通信系统的安全性能得到额外一层的保护。另一方面，将物理层安全用来传输现代密码学中的密钥，也是增强系统的安全性的一种方法。
从实现的角度讲，当前传统的无线路由器等均使用了全向天线进行传输，有可能导致无线信号泄漏至营区外部造成泄密。由于物理层安全技术方案的存在，除了进行传统的上层密码和传输加密以外，考虑利用物理层定向天线和波束赋形技术使得无线信号定向的向营区内部辐射，使得窃听者获取的信息量近乎为0，从而进一步降低失泄密的风险，这是物理层安全技术在现有无线网络中的应用改进。
根据香农公式，假设发射端信号表示为：y=hx+z，那么正常接收者bob收到的信号可以表示为：
此时人造噪声设计对Bob没有产生干扰的方向上均匀分布，从而实现了对目标用户的正常信号发送，但是使得窃听用户获得的干扰最大化，可用信息最小。
可见光通信（Visible Light Communications）是指利用可见光波段的光作为信息载体，不使用光纤等有线信道的传输介质，而在空气中直接传输光信号的通信方式，简称“VLC”。
普通的灯具如白炽灯、荧光灯（节能灯）不适合当作光通信的光源，而LED灯非常适合做可见光通信的光源。可见光通信技术可以通过LED灯在完成照明功能的同时，实现数据网络的覆盖，用户可以方便地使用自己的手机、平板电脑等移动智能终端接收这些灯光发送的信息。该技术可广泛用于导航定位、安全通信与支付、智能交通管控、智能家居、超市导购、灯箱广告等领域，特别是在不希望或不可能使用无线电传输网络的场合比如飞机上、医院里更能发挥它的作用。可见光通信兼顾照明与通信，具有传输数据率高、安全性强、无电磁干扰、节能、无需频谱认证等优点，带宽是Wi-Fi的1万倍、第四代移动通信技术的100倍，是理想的室内高速无线接人方案之一。
据美国DAPRA报道，美军已经生产出军用可见光网络及相关设备，用于国防部等军事机关和设施的高速无线网络通信。由于可见光室内传输光源直接指向用户且传输距离远小于传统的微波无线通信，在不考虑人为主动泄密的情况下，可见光通信信号是无法截获的，从技术上为通信的有效性和可靠性提供了强有力的支撑。
图2给出了微波无线通信和可见光通信之间的比较。对于手机、Wi-Fi等微波无线通信手段，除了目标用户能够接收到无线信号以外，由于无线电波是全向发射的，窃听者完全可以收到相同的信号，从而进行破译或者攻击，带来安全隐患；而可见光通信依赖于室内的LED灯具，通常灯具会直接部署在工位上方，而照明具有定向发射的特点，因此位于营区外部的窃听者无法收到任何信号，不能进行窃听。从实现上讲，可见光通信可以方便的利用LED台灯、屋顶灯等照明灯具，通过加装调制解调模块即可使得灯具具有高速数据传输功能，可供营区内台式机、笔记本电脑、平板电脑等高速无线上网，满足高清视频会议等高带宽需求。
目前，关于可见光通信在室内外各种复杂环境下的信道测量与建模的工作还很欠缺，只有少量的研究结果。尤其是在有强光干扰、烟雾和灰尘遮挡的环境下的信道干扰模型，更是需要亟待解决的问题。
3 结论
军队作为国家的武装力量，其信息安全问题尤为重要。在和平时期，如何从技术手段保证军队手机、Wi-Fi等无线通信安全，防止和平时期敌对势力进行的无线网络信号侦收和网络攻击，是当前要重点关注的问题。
1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。
二、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)。
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