通信技术类论文范文(两篇)

发布时间：2017-06-27 17:09所属平台：学报论文发表咨询网浏览：次

这篇无线电技术论文发表了认知无线电频谱分配技术，无线电分配技术可以有效提高频率的利用效率，利用无线电技术可以对频谱的使用情况进行监督，充分借助博弈论的作用，提升分配的科学性，论文在博弈论的基础上，探讨了认知无线电频谱分配技术。

通信学报

　　《认知无线电频谱分配技术》

　　关键词：无线电技术论文,博弈论,认知无线电技术,频谱分配

　　前言

　　认知无线电系统具有智能性，可对周围环境做出感知，并从中获取信息，获取时利用“理解-构建”法，同时，传输参数能够实时改变，与运行环境相适应，促进频谱利用效率的提升。在认知无线电系统，策略选择问题存在于多种关键技术中，而博弈论可为最优策略的选择提供指导，因此，利用认知无线电技术分配频谱资源时，可充分的借助博弈论的作用，提升分配的科学性。

　　1博弈论概述

　　决策主体包含多种行为，行为间直接相互作用时，会产生相应的决策，研究该决策及其均衡问题的理论即为博弈论[1]。换言之，一个主体与其他主体间的选择会相互影响，此时的决策问题与均衡问题就是博弈论研究的重点。由此看来，博弈论也可称作“对策论”。现实生活中，比较常见冲突、竞争及合作现象，对于厉害冲突问题，博弈论会采用严谨的数学模型解决，因此，该理论可应用于多个领域中。

　　2频谱分配算法设计

　　2.1算法目标分析

　　认知无线电中，实际需要为分配频谱时的依据，实际需求不同时，分配目标也会存在一定差异。在博弈论基础上，认知无线电分配频谱时，目标应为最小化系统总干扰水平，即最小化各节点用户受到的干扰。

　　2.2效用函数的选择

　　算法目标确定后，采取何种效用函数描述干扰情况为接下来的工作。众所周知，通过效用函数，可将用户对于某个特定信道的性能反映出来。效用函数选择时，并不具备唯一性，但对于某个特定应用，最终选择的效应函数必须具备物理意义、数学性质[2]。通常，以自私用户情况作为考虑情况，在某个特定信道上，对其他用户的干扰级别作出感知，之后以此为依据，完成信道评估工作。自适应算法中，最小量信息是效用函数U1需要的，也就是以不同信道为基础，测量出某个特定用户的干扰。不过，效应函数U1对于自身选择影响其他用户的情况并未考虑，而干扰在用户间互相存在，因此，算法目标并无法实现。本文中改进了效用函数U1，在某个特定信道中，同时考虑用户受到的干扰以及用户产生的干扰，改进后的效用函数U2表述如下：j≠i，j=1效用函数U2组成部分包含两个：一个为其他用户对用户产生的干扰Id，另一个为用户自身产生的干扰Io，将这两个部分的表达式带入效用函数U2表达式后，形成新的表达式：U2i(si，si-1)=-Idi-Ioi，坌i=1，2，…，N测量值Id、Io时，前者通过接收端，后者通过发射端。

　　2.3算法提出背景与假设

　　假设：频分复用技术为认知无线电系统所采用的，如正交频分复用(OFDM)，分配频率就是分配通信信道;小区中能够传输数据的频率信道有K个，且有N对认知无线电用户，N>K;算法中传送信令包时，采用一个公共控制信道，与此同时，各阶段发射端、接收端的传递与接收信息均在此信道中进行，主用户频率不会干扰信道;算法中节点为固定后，或缓慢的移动，慢于收敛速度;对于小区中的各个节点，每个节点都知道其他所在的位置，而且增益矩阵GN×N保存一个，链路增益记录在其中，计算链路增益时，以小区中节点设置位置为依据;在一个信道状态表(CST)中保存各节点的发射端、接收端，其他通信节点占用数据信道的情况记录其中[3]。

　　2.4算法初始化

　　在认知无线电小区中，为保证各个用户均能将自身效用函数U2值计算出来，必须要初始化信道分配，通常随机设置初始状态。因在增益矩阵、CST中保存小区用户的发射端与接收端，可在初始化假设中获得数值。小区中，用户并不具备相等的发射功率，于初始化阶段设置其值，执行算法期间，该值并不改变[4]。此外，在一个算法周期中，公共控制信道上传送信令包问题会涉及到，若此公共控制频道被两个用户同时使用，冲突会产生，因此，策略更改能进行一次，并只有能一个用户完成，那么，下一算法周期执行时，选择具体用户的决定利用贝努利试验。

　　2.5算法使用的信令协议

　　设计信令协议时，以3次握手机制为基础。RTS-CTS包交换协议为IEEE820.11协议中的一种，而本文设计的协议与其相似，规定的信令数据包主要包含5种，具体见表1。2.6算法步骤基于信令协议，通过公共控制信道，小区用户能够传送控制信息，有利于利用效用函数，完成数据信道准确、高效的选择。本文所设计的算法具体步骤见图1，由图1可知，公共控制信道在这个算法实现过程中发挥重要作用，而算法设计的关键为信令协议。

　　3算法的仿真实现

　　3.1建模

　　算法仿真时，平台搭建利用OPNET网络仿真工具实现。OPNET网络仿真工具中，采用的仿真概念为离散事件驱动，一段程序执行由事件触发，执行过程中保证不改变系统时钟[5]。OPNET模拟现实系统时，以三层建模机制为基础，通过进程域、节点域及网络域完成建模，三个建模域之间的关系见图2认知无线电小区结构中，以300m为半径，其中，发射-接收对共40个，存在5个可用的数据信道;主用户小区半径为200m，信道4与信道5为其工作频率，产生的干扰会影响9对用户。小区内用户进行控制信息的传递时，均采用同一个公共控制信道，且主用户并不会影响该信道。小区所有用户初始信道分配状态采取随机方式设置，在相同初始状态上进行仿真，获得仿真结果。仿真算法过程中，初始信道随机分配后，并未均匀的专用系统中的信道，10个用户占用1信道、18个用户占用2信道、9个用户占用3信道、3个用户占用4信道、10个用户占用5信道。随机选取小区内各用户发射端的发射功率，结果显示，数值在2～5MW之间，仿真过程中，取值保持不变。之后运行建立的仿真平台，实现算法。

　　3.2算法实现

　　仿真平台利用OPNET网络仿真工具建立后，每对节点用户的过程模型上体现了主要算法功能的实现，单个认知无线电小区用户节点状态转换图见图3。算法初始状态为Init状态、算法处于用户发射端为Transmitter状态、算法处于用户接收端为Receiver状态、发射端与接收端的CST更新时采用Update状态、算法步骤第一步完成时为Decision状态、父进程与子进程交换信息时为CollectProHandle状态、执行算法期间的空间状态则为Idle状态。

　　3.3仿真结果与性能分析

　　执行算法期间，较多的改变了用户数据信道选用策略，算法执行的健壮性比较强，即使少数冲突发生，收敛趋势并未改变，算法周期执行250个也就是5s后，不再改变信道选择策略，纳什均衡状况达到，一致于博弈论;仿真5s后，潜在函数曲线趋于稳定，并最大限度的保持，适应于用户选择策略的改变状态，与博弈论数学特征相符合;仿真结束后，更多的用户SIR处于5～10dB之间，明显改善SIR水平。仿真结果充分表明，在较短时间内，本文所设计的算法即可收敛到纳什均衡状态，随着算法的收敛，逐步的提升潜在函数值，达到最大后基本不再改变，明显改善SIR水平，相同于博弈论的推导结果。

　　4结论

　　在博弈论的基础上，本文设计了认知无线电系统的频谱分配算法，经仿真结果可知，该算法能够将用户干扰水平最小化，并提升频谱资源的利用效率，但本文的研究还存在一定的局限性，仍需继续深入的研究。

　　参考文献

　　[1]崔军峰，刘恩亚.浅谈博弈论在认知无线电中的应用[J].中国无线电，2016(07)：37~39+41.

　　[2]刘志强，余莉，韩方剑，等.应急通信系统中基于认知无线电的动态频谱分配技术方案[J].数字技术与应用，2016(02)：50~52.

　　[3]倪秋芬.基于博弈论的认知无线电网络频谱分配研究[J].计算机与数字工程，2016(01)：95~99.

　　[4]廉政，韩韧，张红.认知无线电频谱分配技术探秘[J].上海信息化，2015(08)：59~62.

　　[5]刘毅.基于认知无线电技术的动态频谱分配方案研究[J].电子制作，2015(07)：29.

　　作者：钟宜洁单位：南昌大学信息工程学院

　　《民航通信工程无线电干扰》

　　摘要：经济的快速发展促进交通运输业的发展，在我国民航飞行量在不断增加，通信覆盖范围不断扩大，这要求民航事业中必须具备专业的通信设备，保证航空通信系统的稳定性。但是在无线电不断增加的同时，无线电台也呈上升趋势不断增加，导致机场中的电磁环境越来越复杂，对民航无线电所使用的频道产生一定干扰，不仅缩短通信设备覆盖距离，而且影响信号的真实性，给飞机飞行安全带来严重威胁。

　　关键词：民航通信工程;无线电干扰;飞行安全

　　无线电干扰是指无线电在通信过程中，受到各方面无用信号的干扰，这些干扰可能来自于内部也可能来自于外部，无用信号产生的能量会造成无线电通信受阻和中断。产生的干扰信号一般是直接耦合进机场无线电系统中，有时也会直接影响主信号，使信号接收和发送全过程受到影响，出现通信质量差的现象。

　　1民航通信工程中无线电干扰

　　1.1相同通信信号频率的干扰形式

　　在通信中如果存在与民航通信信号相同频率的信号并且会影响民航中正常通信的信号是干扰信号，频率相同则是同频干扰。民航通信中会设置通信接收机，这一设备会对有用信号或者无用信号进行检查、过滤、放大以及输出等工作内容，如果在进行检测时两个信号的载波存在一定的差异，会形成差拍干扰，另一方面如果是调制度出现差异或者是出现相位差，则会造成失真干扰。在民航通信中如果干扰的信号过于强大，出现比较强烈的噪音，就会导致信息无法正常进行接收和输出。这一问题的出现主要是因为同频无线设备在比较近距离的范围内使用时对民航通信设备造成影响。这一同频信号可能来自于非法电台，也可能来自于合法电台的频率复用，对民航通信产生影响比较大的是距离最近的电台所发出的相同频率，针对同频干扰这一因素，在工作是比较容易被发现的，并且也可以最快作出应对措施，所以这一干扰因素是可以控制的，并不是最严重的影响因素。

　　1.2邻频干扰形式

　　邻频干扰是指在通信中干扰信号的能量和正常民航通信中接收机的邻道信号频带完全一致的状况，这一干扰因素主要表现为接收机邻带中出现无用信号，给通信带来严重影响，接收机的降噪功能出现问题，影响信号的准确性。邻频干扰与同频干扰存在较大差距，主表现为邻频干扰与无线电设备的质量有较大的关系，设备在进行生产时，其质量并没有达到技术标准，抗干扰功能不高，导致信号出现问题。比如在进行通信过程中，使用多频道通信系统进行通信，用户两人分别用1、2频道进行通信，如果两个频道相隔25KHz，那么这就表示两个用户是在相邻频道上进行工作，正常情况下是不会出现的干扰状况的，但是如果其中一个用户中的设备没有生产达到标准，发射频率稳定性不高，调制比较大会造成相邻用户之间干扰状况的出现，有时会出现串台现象。出现这一显现的主要原因是因为设备中接收机的频滤波器性能不高引起的。

　　1.3频带外干扰形式

　　民航通信设备中如果接收机接收到的信号中有正常频带和邻带以外的无用功率信号从而出现噪比下降的状况，这就是频带外干扰，这种的干扰模式主要是由发射设备和接收设备出现杂散辐射干扰而引起的。无线电通信设备中的低频区，发射机是使用晶体震荡器产生一定的基础频率，同时经过多级倍频工作以后，获得可以用于发射的载波频率。在设备中因为倍频器和倍频器放大器的非线性关系，会导致大量谐波分量产生，一旦谐波倍频回路滤波没有及时传送，会导致谐波分量在信号传输中被放大，并且与信号共同被传输出去，因此会以这种形式对相应频率上的接收机产生不利影响，造成信号干扰。如果想要降低这一形式的干扰，只能从发射机上进行解决，因为这种干扰大多时候分布于发射载波频谱附近的频点上，主要是发射机杂散辐射引起的，所以在进行民航通信中应当对各种发射器在杂散辐射值进行明确规定，防止这种问题的发生。但是在执行过程中，部分接受设备不仅能够接收正常信号，而且还能够接受其他频率上的发出的无用信号，这种接收信号的功能会对有用信号产生一定影响。当前在民航通信工程中，常用的接收机是超外差式的杂散响应设备，分为中频响应和镜频响应。当镜像频率与本振混频产生反应以后会得到中频，这一反应属于直接响应，所以接收机在一定程度上会对镜像频率产生一定响应。另一方面如果接受到的无用信号与正常接收到的信号中频相一致，那么高频放大电路对这一信号滤波不充分会使接收机对无用信号产生响应，从而导致干扰现象出现。

　　1.4互调干扰形式

　　互调干扰是指当多部发射机的信号同时传输到另外的相同的发射机中时，因为末功率放大器中的非线性将多个信号进行互换，导致大部分信号难以传输出去，同时还严重干扰其他接收机的正常工作。互调干扰器在民航通信工程中是影响最为严重的因素，在互调干扰中除发射机互调干扰以外，还有接收机互调干扰、外部效应互调干扰两种的干扰形式。互调干扰影响大部分信号的传输，如果在这一干扰模式下，接收机接受到部分比较强的干扰信号就会在设备的前端形成混频，影响接收机的正常运行，形成接收机互调干扰，互调干扰产生的后果与干扰信号的大小呈正比。互调干扰的出现受多方面因素的影响，首先是干扰频率与受干扰的接收机所发出的频率存在一致性;其次是干扰信号的发出应当有足够的幅度;最后是接收机产生的干扰是所有干扰或者受干扰的接收机在同时工作状态下产生的。外部效应互调干扰是由于设备中发射机高频滤波器与天线馈线之间的紧固件接触不良引起的，在信号传输过程中，形成干扰辐射，在互调干扰形式中，外部效应互调干扰在日常工作中是完全可以避免的。

　　2民航通信工程中无线电干扰的特征

　　通过对干扰源的分析，在民航通信中干扰因素有外部影响也有内部影响，而无线电干扰中又存在干扰因素繁多，干扰源隐蔽的特点，在排查上需要消耗大量时间和精力。在民航通信工程中，如果各种业务中使用的无线电设备受到同频和邻频的干扰，这需要民航内部的管理部门进行解决的协调，在外部因素也就是非航空干扰源可以分为四类，分别是广电业务的干扰、便携式电子设备干扰、设备使用不当引起的干扰以及电子传输引起的干扰。广电业务对航空通信引起的干扰主要是因为广电业务与民航业务在信号传输频段上是相邻的，所以在通信过程中很容易出现干扰现象，导致民航频段与广电频段的信号的出现交叉，形成互调式信号干扰。便携电子设备的干扰主要是飞机上个乘客所携带的手机、电脑等电子设备，如果在飞行中，使用这些设备会导致飞机出现偏离跑道的状况，影响飞机的飞行安全。设备使用不当引起的干扰主要是在通信过程中没有及时对设备进行定期检查和维修，导致在信号传输中出现干扰。电力传输对无线电产生的干扰是因为民航通信中无线电台电磁环境受到高压电力的影响出现信号接收或输出不准确问题。

　　3结束语

　　民航无线电通信工程中无线电安全问题是必须加强关注的重点问题，电磁环境具有复杂性，民航无线电一旦受到干扰会产生严重后果，所以在日常工作中，必须对各种干扰形式进行详细了解，同时制定出合适的应对措施，将干扰产生的影响降到最小。另外不仅对内部环境进行检查和分析，同时还要注意对外部环境中无线电频率以及其他使用无线电的场所进行全面监管，保证民航通信更加安全，从而提高航空飞行的质量。

　　参考文献

　　[1]张久高.民航通信工程中无线电干扰的分析[J].现代妇女(下旬)，2013，11.

　　[2]杨乾.民航无线电通信干扰分析及防范此类干扰的对策建议[J].中国无线电，2015，11.

　　[3]徐大钧.民航无线电通信系统干扰分析[J].中国无线电，2016，05.

　　[4]刘忠奎.民航无线电通信干扰分析[J].科技风，2012，02.

　　[5]杨璐.浅议民航无线电的主要干扰源及防护措施[J].科协论坛(下半月)，2013，10.

　　作者：刘娜单位：西安烽火电子科技有限责任公司

　　推荐阅读：《通信学报》是由中国通信学会主办的一级学术性刊物，创刊于1980年，面向国内外公开发行。其办刊宗旨是及时反映中国通信科学技术发展水平，交流国内外通信科技新成果，促进学术进步和人才成长，探索新理论、新技术。主要读者对象为信息通信领域的研究人员、大专院校通信及相关专业的教师和研究生。

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