軟件無線電原理與應用第3版 課件 第7-9章 無線電通信天線、軟件無線電在無線工程中的應用、軟件無線電的新發(fā)展-認知無線電

軟件無線電原理與應用（第三版）無線電通信天線第七章高等學校電子信息類精品教材01天線的主要性能指標天線的主要性能指標01方向圖及波束寬度天線方向圖是表征天線輻射的電磁場大小的三維空間分布圖，通過天線方向圖可以得到天線不同指向的輻射特性，如方向性系數(shù)、波束寬度、副瓣特性等。天線的主要性能指標01方向圖及波束寬度描述天線方向圖的參數(shù)有：波束寬度[一般情況下為半功率(3dB)波瓣寬度，特殊要求下有專門的規(guī)定，如10dB波束寬度、零值寬度等]、副瓣電平(指副瓣中的最大值與主瓣最大值之比)。天線方向圖示意圖如圖7.1所示。天線的主要性能指標01方向性系數(shù)與增益方向性系數(shù)用來描述天線集中在某方向的輻射能量較其他方向輻射能量的強弱特性。天線的主要性能指標01方向性系數(shù)與增益天線的主要性能指標01方向性系數(shù)與增益引起實際天線的效率下降的因數(shù)主要包括：天線電阻損耗、匹配網絡損耗以及失配損耗。除了相對于理想點源的增益(也稱絕對增益)外，天線增益有時也用相對增益表示，即在給定方向上天線的增益與極化相同的參考天線絕對增益之比，最常見的是以無耗半波偶極子天線為參考天線，單位為dBd,如圖7.2所示。天線的主要性能指標01方向性系數(shù)與增益天線的主要性能指標01電壓駐波比天線的電壓駐波比(VSWR)是描述天線輸入阻抗與傳輸線阻抗的失配程度的一個重要參數(shù)，它反映了電磁能量通過天線饋線耦合至天線的程度。天線的主要性能指標01電壓駐波比天線的主要性能指標01極化天線極化是指在輻射遠場區(qū)和規(guī)定的方向上，天線輻射的電場矢量端點在垂直于電磁波傳番方向平面上的軌跡。在笛卡兒坐標系下，沿z軸傳播電場可表示為天線的主要性能指標01極化此時，電場矢量的端點軌跡為圓形，極化為圓極化，如圖7.3(b)所示。沿傳播方向看電場矢量旋轉方向是順(逆)時針的，稱為右(左)旋極化。天線的主要性能指標01極化嚴格意義上說，一個周期內的電場矢量端點的軌跡為橢圓，如圖7.3(c)所示。衡量極化特性的一個重要指標為軸比(AR),定義為極化橢圓的長軸與短軸之比：AR=OA/OB02幾類基本天線形式幾類基本天線形式02電偶極子天線電偶極子天線是最為常見的線天線形式，由對稱的二臂振子組成，中心饋電，如圖7.4(a)所示，其在垂直于天線振子的平面各方向輻射強度相等，呈現(xiàn)全向特性，在平行于振子平面為8字形方向圖。幾類基本天線形式02電偶極子天線幾類基本天線形式02電偶極子天線電偶極子天線的一個典型的派生產品是定向偶極子天線，如圖7.6所示。其結構簡單，將一對平板偶極子天線架設在距離反射面約1/4波長的位置，一臂振子直接與同軸電纜外皮連接，同軸芯線通過饋電片與另一臂振子連接，該振子通過短路柱連接至反射板。幾類基本天線形式02磁偶極子天線典型的磁偶極子天線是電小環(huán)天線，用一根遠小于波長的金屬導線繞成一定的形狀，以導體的兩端作為饋電端的環(huán)狀天線。為了提高電小環(huán)天線的輻射效率，可采用多圈環(huán)或在環(huán)中加入磁芯進行磁加載。常見的電小環(huán)天線繞制成圓形環(huán)、三角形環(huán)或菱形環(huán)，如圖7.7所示。幾類基本天線形式02磁偶極子天線幾類基本天線形式02磁偶極子天線圖7.8所示分別為電小環(huán)天線的模型[圖7.8(a)]和仿真方向圖[圖7.8(b)]。幾類基本天線形式02磁電偶極子天線磁電偶極子天線是將電偶極子天線和磁偶極子天線組合在一起的天線形式。電偶極子天線E面方向圖為8字，H面方向圖為全向的O形，而磁偶極子天線則正好相反，二者間有互補關系。將二者結合的磁電偶極子天線E面和H面方向圖寬度相近，且具有定向輻射特性；另外通過合理地選擇天線尺寸，可實現(xiàn)較寬的工作頻帶內平穩(wěn)的天線阻抗特性，該天線在移動通信的基站上有很多應用。幾類基本天線形式02正交偶極子天線正交偶極子天線由兩對相互垂直的對稱偶極子天線組成，每對偶極子通過獨立的饋電電纜饋電，分別組成一線極化天線。兩對天線放置在同一口徑內，由于彼此正交，相互間具有較好的隔離度。幾類基本天線形式02正交偶極子天線幾類基本天線形式02微帶天線微帶天線是在帶有導體接地板的介質基片上貼加導體薄片而形成的天線。具有質量輕、低剖面的特點，易于與載體共形。幾類基本天線形式02Vivaldi天線Vivaldi天線是一種寬帶定向天線，具有兩個對稱的輻射臂，主要組成包括指數(shù)漸變槽線(輻射臂)和饋電巴倫。Vivaldi天線是一種指數(shù)漸變槽線天線(ExponientiallyTaperedSlotAntenna,ETSA),起初是由PJ.Gibson于1979年提出的。幾類基本天線形式02Vivaldi天線幾類基本天線形式02喇叭天線喇叭天線是微波波段常用的一種天線形式，其可以作為中等增益的口徑天線，同時常作為反射面天線的饋源使用。通過不同的極化激勵，喇叭天線可形成不同的極化方式。由于喇叭天線的設計值和實際測量值接近，喇叭天線常用作微波頻段的標準天線?；镜睦忍炀€形式有以下幾種，如圖7.17所示。幾類基本天線形式02喇叭天線幾類基本天線形式02喇叭天線幾類基本天線形式02喇叭天線幾類基本天線形式02對數(shù)周期天線對數(shù)周期天線是很常見的寬頻帶定向天線，由長度按一定比例變化、平行排列的多根電偶極子組合而成，通過平衡傳輸線(集合線)從最短振子端饋電。天線的電特性隨頻率的對數(shù)作周期性變化，且在一個周期內天線的電特性變化不大。幾類基本天線形式02對數(shù)周期天線圖7.22給出了對數(shù)周期天線增益隨設計的各參數(shù)變化的曲線圖。幾類基本天線形式02八木天線八木天線是由多根金屬細振子組成的定向天線，如圖7.23(a)所示。其中由一根有源振子饋電，其余為多根引向器和反射器，反射器的根數(shù)通常為一根。有源振子的長度約為二分之一波長，反射器的長度略大于有源振子，而引向器長度略小于有源振子，振子間距為(0.1～0.3)λ。幾類基本天線形式02八木天線03可重構天線可重構天線03頻率可重構天線圖7.24所示為基于圓形微帶貼片天線形式實現(xiàn)頻率重構的例子。天線結構形式如圖7.24(a)所示，天線輻射部分主要為一圓形貼片，在圓形貼片外附加二對矩形貼片，在圓貼片內及4個矩形貼片端焊接6個(3對)pin開關(D1～D6);pin開關的“開”狀態(tài)近似射頻短路、“關”狀態(tài)近似射頻開路。通過控制3對pin開關處于不同的“開”“關”狀態(tài)，使得微帶貼片天線的諧振中心頻率分別調整于1.8GHz、2.1GHz、2.4GHz三個頻點，如圖7.24(b)所示?？芍貥嬏炀€03頻率可重構天線可重構天線03極化可重構天線圖7.25為一個基于正方形微帶貼片天線實現(xiàn)極化可重構的例子。將一個正方形的微帶貼片天線4個角與主貼片斷開，用4個pin二極管(開關)連接，如圖7.25所示?？芍貥嬏炀€03極化可重構天線可重構天線03方向圖可重構天線圖7.26為一個基于微帶八木天線實現(xiàn)方向圖重構的例子。天線為一個三振子組成的微帶八木天線，其中中間振子饋電(為調節(jié)阻抗匹配，饋電位置在非中心位置),外圍兩個振子為無源振子，將二無源振子靠近二端斷開，如圖7.26(a)所示，斷開處用變容二極管連接。工作時，通過控制加載在變容二極管兩端的電壓，改變變容二極管的電容值，使得二無源振子的加載電容值發(fā)生變化，達到天線的波束指向改變的目的?？芍貥嬏炀€03方向圖可重構天線04用于智能處理的陣列天線用于智能處理的陣列天線04一維線性陣列天線一維線性陣列天線是陣列天線的基本形式，其合成的示意圖如圖7.28所示。用于智能處理的陣列天線04圓形陣列天線另一種常見的陣列為如圖7.31所示的圓形陣列，N個天線均勻分布在一個水平面的同心圓上，如圖所示。由于圓形陣列在水平面分布的幾何特點，可以在水平面360°實現(xiàn)基本一致的性能。用于智能處理的陣列天線04圓形陣列天線用于智能處理的陣列天線04陣列天線的去耦由于天線平臺的物理空間限制，天線單元相互靠近，在一般陣列天線的設計中，天線單元間的互耦成為影響陣列天線性能的重要因素。在MIMO系統(tǒng)中，天線互耦的存在會導致系統(tǒng)信道容量的降低；在相控陣系統(tǒng)中，互耦影響可能導致掃描盲點的出現(xiàn)。用于智能處理的陣列天線04陣列天線的去耦用于智能處理的陣列天線04緊耦合天線陣列常規(guī)陣列天線設計中，天線陣元作為一個獨立的天線輻射單元考慮，組成陣列后，天線單元間的互耦會影響單元的阻抗帶寬和輻射特性，抑制天線單元間的互耦是設計天線陣列的主要思路。然而，在寬頻帶、寬角度掃描的天線陣列中，抑制互耦就成了很難解決的難題。用于智能處理的陣列天線04緊耦合天線陣列用于智能處理的陣列天線04多波束天線實現(xiàn)多波束天線的方式有很多種，包括采用透鏡天線、多饋源的反射面天線和陣列天線。早期典型的多波束陣列天線的采用Butler矩陣饋電方式，如圖7.38(a)為4×4的Butler矩陣的陣列天線系統(tǒng)，圖中虛線為各天線單元接收到的信號合成至波束4的路徑。用于智能處理的陣列天線04多波束天線感謝觀看，再見！軟件無線電原理與應用（第三版）高等學校電子信息類精品教材軟件無線電原理與應用（第三版）軟件無線電在無線工程中的應用第八章高等學校電子信息類精品教材01軟件無線電在軍事通信中的應用軟件無線電在軍事通信中的應用01軟件無線電這個術語最早是在軍事通信領域提出的。美軍為了解決海灣戰(zhàn)爭中多國部隊各軍種進行聯(lián)合作戰(zhàn)時所遇到的互聯(lián)互通互操作(簡稱“三互”)問題提出了軟件無線電(SoftwearRadio)的新概念。軟件無線電在軍事通信中的應用01軟件無線電的先驅——MBMMR電臺MBMMR電臺作為SPEAKeasy計劃的一個中間演示驗證產品是工作在2MHz～2GHz的多頻段多模式電臺，這種電臺不僅能與常規(guī)的HF、VHF、UHF電臺通信，而且還能與SINCGARS、Have-QuickⅡ跳頻電臺以及衛(wèi)星通信終端、Link11數(shù)據鏈終端、EPLRS設備等非常規(guī)通信裝備進行話音通信和數(shù)據或視頻傳輸，同時還能接入民用蜂窩系統(tǒng)，而且還具備GPS定位和定時同步等功能，MBMMR電臺的組成框圖如圖8.1所示。軟件無線電在軍事通信中的應用01軟件無線電的先驅——MBMMR電臺軟件無線電在軍事通信中的應用01聯(lián)合戰(zhàn)術無線電系統(tǒng)技術特性●即插即用通用性；●模塊化硬件可現(xiàn)場配置；●波形軟件可現(xiàn)場編程；●嵌入式定位：自動向網絡輸送態(tài)勢感知；●保密的數(shù)據網絡功能；●3個或更多個其他網絡模式；●自動區(qū)域或互聯(lián)網路由選擇；●動態(tài)網絡連接、尋址和帶寬分配；●選定的傳統(tǒng)無線電臺；●“動中通”功能；●開放式物理結構和軟件結構；●適應未來技術、系統(tǒng)和支援作戰(zhàn)結構(可擴展性)。軟件無線電在軍事通信中的應用01聯(lián)合戰(zhàn)術無線電系統(tǒng)軟件無線電在軍事通信中的應用01聯(lián)合戰(zhàn)術無線電系統(tǒng)JTRS波形●寬帶組網波形(WNW);●士兵電臺波形(SRW);●單信道地面與機載無線電系統(tǒng)(SINCGARS);●增強型定位報告(EPLRS);●高頻波形(HF);●UHF衛(wèi)星通信波形；●Link16波形；●戰(zhàn)術邊緣聯(lián)合機載波形(JAN-TE);●移動用戶目標波形(MUOS)。軟件無線電在軍事通信中的應用01軟件無線電在移動通信中的應用軟件無線電概念雖然最早是為解決三軍聯(lián)合作戰(zhàn)時，軍事通信的互通互聯(lián)問題而首先提出來的，但經過這幾年的迅速發(fā)展，軟件無線電已從軍事研究領域的演示階段發(fā)展成為現(xiàn)代移動通信特別是第三、四代移動通信的基石，軟件無線電把硬件作為無線通信的通用平臺，使硬件盡可能地脫離通信體制、信號波形以及通信功能，而盡可能多地用軟件來實現(xiàn)。這樣無線通信系統(tǒng)就具有更好的通用性、靈活性，而且系統(tǒng)升級也變得非常方便。02軟件無線電在移動通信中的應用軟件無線電在移動通信中的應用02軟件無線電概念雖然最早是為解決三軍聯(lián)合作戰(zhàn)時，軍事通信的互通互聯(lián)問題而首先提出來的，但經過這幾年的迅速發(fā)展，軟件無線電已從軍事研究領域的演示階段發(fā)展成為現(xiàn)代移動通信特別是第三、四代移動通信的基石，軟件無線電把硬件作為無線通信的通用平臺，使硬件盡可能地脫離通信體制、信號波形以及通信功能，而盡可能多地用軟件來實現(xiàn)。這樣無線通信系統(tǒng)就具有更好的通用性、靈活性，而且系統(tǒng)升級也變得非常方便。軟件無線電在移動通信中的應用02軟件無線電基站接收分系統(tǒng)表8-2給出了各種移動通信系統(tǒng)的工作頻段、占用的總帶寬、信道間隔以及調制方式等。由表8-2可見，820～960MHz和1800～2200MHz兩個頻段是蜂窩移動通信系統(tǒng)的常用工作頻段，如此高的頻率直接進行A/D采樣目前是比較困難的，所以必須首先進行模擬下變頻，把高頻段信號搬移到頻率相對較低的中頻，然后再進行A/D采樣數(shù)字化，也就是采用第3章介紹的第三種軟件無線電結構，如圖8.3所示。軟件無線電在移動通信中的應用02軟件無線電基站接收分系統(tǒng)軟件無線電在移動通信中的應用02軟件無線電基站接收分系統(tǒng)該FPGA核能達到的性能指標如下:軟件無線電在移動通信中的應用02軟件無線電基站接收分系統(tǒng)軟件無線電在移動通信中的應用02軟件無線電基站發(fā)射分系統(tǒng)如前所述，軟件無線電發(fā)射機所基于的基本理論是多速率信號處理中的內插理論，第3章介紹的軟件無線電發(fā)射機模型同樣適用于軟件無線電基站發(fā)射機的設計，在這里主要考慮頻段覆蓋及其實現(xiàn)的可行性，簡單化等工程實現(xiàn)問題。軟件無線電在移動通信中的應用02軟件無線電基站發(fā)射分系統(tǒng)軟件無線電在移動通信中的應用02軟件無線電基站發(fā)射分系統(tǒng)軟件無線電在移動通信中的應用02軟件無線電基站的技術挑戰(zhàn)軟件無線電基站或稱SBS基站的優(yōu)越性是顯而易見的，但就目前技術水平，要比較理想地實現(xiàn)SBS基站還有很多技術難題需要加以攻克和解決，可以說機遇與挑戰(zhàn)并存。這些富有挑戰(zhàn)性的關鍵技術主要有：(1)寬帶模擬部件，如寬帶頻合器、寬帶功放、寬帶天線、寬帶環(huán)形器(或天線收/發(fā)共用器)等。軟件無線電的一個主要特點是多頻段、寬帶化，這就要求上述部件必須具有寬帶特性。軟件無線電在移動通信中的應用02軟件無線電基站的技術挑戰(zhàn)(2)動態(tài)要求大大提高。(3)軟件無線電基站的體系結構尚不十分明朗，還有待進行更深入的研究。(4)采用軟件無線電技術來設計基站與常規(guī)設計會有很多特殊性和不同的技術要求，必須盡快研究制定相關標準，才能真正發(fā)揮軟件無線電的優(yōu)勢和內在潛力，并引導和推動軟件無線電基站的技術研究和產品開發(fā)。軟件無線電在移動通信中的應用02軟件無線電手持終端(移動手機)基于軟件無線電的通用手機原理框圖如圖8.17所示，根據前面的討論，該原理框圖是容易理解的。03軟件無線電在電子戰(zhàn)中的應用軟件無線電在電子戰(zhàn)中的應用03軟件無線電偵察接收機軟件無線電偵察接收機是指基于軟件無線電原理而實現(xiàn)的用于對目標信號進行分析識別、特征提取和參數(shù)測量，對通信信號還能解調信息的電子戰(zhàn)偵察分析接收機。軟件無線電在電子戰(zhàn)中的應用03軟件無線電偵察接收機軟件無線電在電子戰(zhàn)中的應用03軟件無線電偵察接收機也就是說為了能使該軟件化接收機能對信號帶寬為1kHz的通信信號進行接收，其最大抽取因子將達到50000倍，如此大的抽取因子必須采用多級級聯(lián)來實現(xiàn)。軟件無線電在電子戰(zhàn)中的應用03軟件無線電偵察接收機軟件無線電在電子戰(zhàn)中的應用03基于多相濾波的電子戰(zhàn)信道化接收機8.3.1節(jié)介紹的軟件無線電偵察接收機的一個主要缺點是同時多信號處理能力比較弱，同一時刻只能處理一個信號，對多信號的處理只能采用流水作業(yè)的辦法進行時分處理，這對電磁環(huán)境越來越復雜的信息化戰(zhàn)場是不適應的。解決的辦法之一是采用多臺接收機并行工作，這顯然會增加系統(tǒng)的復雜度，提高系統(tǒng)成本。解決的第二個辦法是多信道并行處理，增加單臺接收機的處理容量，如圖8.27所示。軟件無線電在電子戰(zhàn)中的應用03基于多相濾波的電子戰(zhàn)信道化接收機軟件無線電在電子戰(zhàn)中的應用03基于多相濾波的電子戰(zhàn)信道化接收機軟件無線電在電子戰(zhàn)中的應用03軟件無線電干擾發(fā)射機軟件無線電技術在電子戰(zhàn)中的另一個應用就是實現(xiàn)軟件化(或叫由軟件定義)的電子戰(zhàn)干擾發(fā)射機。軟件無線電在電子戰(zhàn)中的應用03軟件無線電干擾發(fā)射機04軟件無線電在雷達中的應用——“軟件雷達”軟件無線電在雷達中的應用——“軟件雷達”04“軟件雷達”的基本概念雷達的作用是實現(xiàn)對目標(如飛機、艦船等)的探測、定位和跟蹤，它的基本原理是通過向目標發(fā)射一個電磁信號(照射波),然后接收目標對該信號的反射波，根據該反射波的延遲、多普勒頻率等參數(shù)提取出目標的距離、方位、高度、速度等信息，如圖8.35所示。軟件無線電在雷達中的應用——“軟件雷達”04“軟件雷達”的基本概念軟件無線電在雷達中的應用——“軟件雷達”04“軟件雷達”的基本概念雷達的分類可以有幾種方法，比如按工作頻段分有：米波雷達、分米波雷達、厘米波雷達以及毫米波雷達；按戰(zhàn)術功能和用途來分有：遠程警戒雷達、炮瞄雷達、截擊雷達、轟炸瞄準雷達、制導雷達以及戰(zhàn)場監(jiān)視雷達等；按雷達的工作體制來分則有：連續(xù)波雷達、脈沖多普勒雷達、脈沖壓縮雷達、編碼脈沖雷達、動目標顯示雷達、捷變頻雷達、相控陣雷達、合成孔徑雷達等。軟件無線電在雷達中的應用——“軟件雷達”04軟件雷達的實現(xiàn)原理我們知道任何一個無線電信號包括雷達信號均可以用已調的正弦信號來表示：軟件無線電在雷達中的應用——“軟件雷達”04軟件雷達的實現(xiàn)原理根據上面分析可以給出一個軟件化的雷達發(fā)射機框圖如圖8.36所示。軟件無線電在雷達中的應用——“軟件雷達”04軟件雷達的實現(xiàn)原理軟件無線電在雷達中的應用——“軟件雷達”04相控陣軟件雷達系統(tǒng)本節(jié)對軟件無線電在現(xiàn)代雷達中的應用進行了探討，提出了“軟件雷達”的概念，并對其實現(xiàn)原理和組成進行了討論，給出了實現(xiàn)的原理框圖。軟件無線電在雷達中的應用——“軟件雷達”04相控陣軟件雷達系統(tǒng)05軟件無線電在天基信息系統(tǒng)中的應用——“軟件星”軟件無線電在天基信息系統(tǒng)中的應用——“軟件星”05“軟件星”基本概念基于軟件無線電的“軟件星”是指這種衛(wèi)星的有效載荷是以軟件無線電為通用硬件平臺，通過軟件來定義其功能的衛(wèi)星系統(tǒng)。"軟件星"不僅可以完成通信功能，也可以完成導航功能，或者實現(xiàn)對雷達/通信信號的技術偵察，還可以用作為雷達有源探測和遙感(天基SAR),甚至實現(xiàn)電子對抗功能。軟件無線電在天基信息系統(tǒng)中的應用——“軟件星”05“軟件星”有效載荷的組成原理“軟件星”的有效載荷是“軟件星”的核心部分，其硬件組成如圖8.42所示。它主要由天線陣、天線開關矩陣、軟件無線電通用平臺、有效載荷控制/數(shù)據處理計算機等組成。軟件無線電在天基信息系統(tǒng)中的應用——“軟件星”05基于“軟件星”的綜合一體化天基信息系統(tǒng)就衛(wèi)星軌道而言，主要有高軌(GEO)、中軌(MEO)和低軌(LEO)三種，如圖8.44所示。感謝觀看，再見！軟件無線電原理與應用（第三版）高等學校電子信息類精品教材軟件無線電原理與應用（第三版）軟件無線電的新發(fā)展——認知無線電第九章高等學校電子信息類精品教材01認知無線電基本概念認知無線電基本概念01認知無線電的提出背景隨著無線通信的快速發(fā)展，人們越來越清楚地認識到無線電頻譜是一種有限而又寶貴的自然資源，甚至是一種重要的戰(zhàn)略資源。它應該在無線通信領域得到合理、有效、經濟的利用，發(fā)揮其最大價值。認知無線電基本概念01認知無線電的定義及特點不同研究人員對認知無線電的定義會有所不同。認知無線電概念的提出者J.Mitola對認知無線電的定義是“認知無線電是一種采用基于模型的推理來達到無線電相關域中特定級別的能力的無線電"。認知無線電基本概念01認知無線電的定義及特點認知無線電系統(tǒng)是一個由分布式認知無線電節(jié)點組成的網絡，組網可以促進認知節(jié)點之間的交互，通過多點感知提供對環(huán)境更深刻、更全面的認識，實現(xiàn)在時、頻、空三維空間對無線電頻譜更為精確的感知。認知無線電基本概念01認知無線電關鍵技術(1)準確、快速的頻譜感知技術認知無線電必須有檢測非協(xié)同信號的能力，通過在整個可利用頻段不斷進行頻譜檢測，動態(tài)地發(fā)現(xiàn)和利用空閑頻譜資源。(2)多頻段、可重構的認知無線電通用平臺認知無線電要能工作于多個頻段，能適合各種無線信道，能根據無線信道特征，對信號參數(shù)、波形等實現(xiàn)自適應配置。認知無線電基本概念01認知無線電關鍵技術(3)輻射功率小、抗干擾能力強的信號形式為防止認知無線電發(fā)射的信號對其他用戶產生干擾，在保證可靠通信的前提下，盡量發(fā)射較小的功率。目前大家認為超寬帶(UWB)或OFDM是一種比較合適的認知通信波形。(4)認知無線電的認知協(xié)議收發(fā)雙方由于所在的位置不同，其所處的電磁環(huán)境也不一樣，空閑信道可能不盡相同；即使空閑信道存在，可能同時有多個。02認知無線電的認知循環(huán)過程認知無線電的認知循環(huán)過程02頻譜感知頻譜感知為認知無線網絡提供環(huán)境信息和決策依據，是提高頻譜利用效率、改善無線信道傳輸條件、網絡智能化、消除各種干擾(包括有意干擾、無意干擾)、有效進行頻譜資源管理的基礎。認知無線電的認知循環(huán)過程02頻譜分析通過網絡化的頻譜感知，可以發(fā)現(xiàn)在某個時段存在的“頻譜空穴”,這些可用“頻譜空穴”分布在授權頻段和非授權頻段上較寬的頻率范圍內，其頻率、帶寬、底部噪聲、使用時刻等各不相同。認知無線電頻譜分析主要完成對“頻譜空穴”特征的分析，如“空穴”所占的帶寬、“空穴”的干擾或噪聲電平、“空穴”的時間分布特性等。認知無線電的認知循環(huán)過程02頻譜決策頻譜決策在頻譜分析基礎上，選擇一組合適的“頻譜空穴”,確定通信體制和通信參數(shù)，以適應無線環(huán)境需求、監(jiān)管政策要求、用戶服務質量(QoS)需求以及認知無線電平臺自身硬件條件。認知無線電的認知循環(huán)過程02頻譜會聚頻譜會聚是指所確定的通信參數(shù)，建立發(fā)射機與接收機之間的通信鏈路，完成發(fā)射機與接收機的初始握手。目前較為典型的頻譜會聚方法依賴于一條可用的公共控制信道，該信道對所有認知節(jié)點均為可用，控制信息在該信道上交互。IEEE802.22采用的就是這種方法。認知無線電的認知循環(huán)過程02頻譜監(jiān)視頻譜監(jiān)視即帶內感知，是指建立通信后，對通信信道進行的“在線”檢測。頻譜監(jiān)視是保證認知無線電的通信不對主用戶造成有害干擾的重要過程，也是保證認知無線電在通信過程中不經受其他干擾的重要措施。認知無線電的認知循環(huán)過程02頻譜切換當帶內感知到主用戶信號時，認知無線電必須改變其工作頻率，尋找另一個“頻譜空穴”繼續(xù)通信，此過程即為頻譜切換。03頻譜感知技術頻譜感知技術03接收機檢測頻譜感知檢測頻譜空穴最有效的方法就是檢測在認知無線電通信范圍以內是否有主用戶在接收數(shù)據。一種接收機檢測方法是利用接收機的本地振蕩器泄露來直接檢測主接收機。另一種接收