无线电技术及无线电调试技术庞真福

无线电技术及无线电调试技术庞真福

庞真福

中海油信息科技有限公司湛江分公司524057

摘要：作为一种新的智能无线电技术，认知无线电动态的接入频谱通过动态的接入频谱，将高容量的服务提供给用户，可将现有的低效的频谱利用率进行极大的改观。认知无线电可将空闲频谱使用效率提高，具有一种自主的寻找能力，可在无线射频传输环境下实现频谱监测功能。因此，在未来的无线电技术的发展中，革新无线电调试技术，意义非常深远。

关键词：无线电技术；无线电调试；应用

一、无线电技术的应用与无线电调试技术的概念

1.1无线电技术的应用

无线电技术在当前有着极为广泛的应用，常见的如通信行业、电力传输行业以及天文行业等等。从性质上来看，无线电技术属于一种长距离信息传输技术，能在较长距离范围内实现信号传输，完成讯号通信。拿航海通信来说，无线电技术的应用可以让处在不同地方的两个人接收到彼此传输出的数据信号，通过声音传输方式来成功实现长距离、大空间下的信息传递。此外，由于无线电技术具有一定的辨识作用，所以实际应用时还能利用其研发出大量的无线电装置，并利用这些装置来判定物体的身份。

另外，数据传输是无线电的一个重要的功能，我们最早开始利用无线电也是在这个功能基础上，这方面的运用也由来已久，随着计算机技术的研发和应用，更进一步加强了无线电传输功能的运用，在数据传输方面，无线电技术可以将数据由一个设备传递给另外一个设备，而无须使用数据线，而是通过红外线、蓝牙等无线电应用形式来实现快速保真的信息传递。

1.2无线电调试技术介绍

无线电调试技术的工作对象是无线电，之所以要对无线电进行调试，其原因是因为无线电应用时需要借助电波频率变化来实现信号传输，如果无线电波频率是一成不变的，无线电信号识别就不可能顺利实现。因此在使用无线电技术时，必须要利用调试手段来对无线电进行调试，调试的过程以及过程中采用的方法便称为无线电调试技术。无线电调试技术主要包括三个部分，即无线电测向、无线电定位以及无线电接收。三部分中，前面两部分的目的在于确定未知电台的位置，后一部分的存在目的则是为了将接收到的信号放到最大，以便更清楚、清晰的了解传输过来的信号内容。

二、无线电调试技术

2.1什么是无线电调试技术

无线电调试的技术是一种全新的智能无线电技术。认知无线电可以将空闲频谱的使用率提升，自身具备一种自主的寻找能力，可以在无线射频传输的环境下实现频谱监测的功能。所以，在无线电技术中，需要对无线电调试技术加以进一步的创新与改进。无线电最开始得到应用的为长波段部分，这是由于这一部分当接触地面表层的时候所感应产生的电流较低，电波在这个过程中不会产生过多的能量损耗，同时可以避开阻碍的物体。不过必须了解的是，长波虽然有上述诸多的优势，不过它所需配备的设施体积较大，需要投入的成本较高，且设备本身的通讯容量有限，因此为了进一步提高工作效率，我们将进一步的对无线电进行摸索，以找到全新的波段部分。其次运用的是短波电台，因为既经济又轻便，它在电讯以及广播领域均有十分广泛的运用。不过，对于电离层来说，因为其被气象、太阳活动和人们行为等因素所制约，通信水平及安全性能有所减弱，不仅如此，短波段的整体容量体积也逐渐的不能达到当前越来越多的需求标准。一直到上个世界的四十年代，微波技术开始出现，这一技术和光频其实己经十分的靠近，其在传播的过程中是成直线轨道的，同时可以成功的穿透电离层，因此微波必须要经过中继站或者是通讯卫星来反射之后传输至之前所预先设定的位置。

2.2无线电技术应用现状分析

无线电技术目前已经得到了广泛的应用，其作为一种长距离信息传输技术，受空间因素限制比较小，可以在长距离范围内实现信号的传输，达到讯号通信的目的。无线电技术本身具有一定的辨识能力，经常被用于测定物体的身份；其另一主要功能为数据传输。在计算机技术应用的推动下，无线电技术完全可以将数据山一个设备传递给另一设备。信息的传输只需要通过蓝牙等无线电模式即可，小需要数据线，并且信息传输具有速度快、可靠性高等优点。无线电技术应用领域比较广泛，包括军事、电力、通信、动力和生物学等。但是从整体上来看，业务频谱与有限频谱之间资源应用的矛后日益加剧，相关人员必须要采取措施加以解决，以免制约无线网络的发展。

2.3主用户发射端的检测

在认知无线电中，检测主用户发射端，主要应用方法有：能量检测、循环平稳特征检测、匹配滤波器检测等。在假设的二元模型中，频谱问题将转变成信号处理问题。

2.3.1能量检测

一般情况下，如果难以满足各种检测技术要求，应该首先考虑能量检测。通过以下两种方法完成检测工作：一方面，传统能量检测技术，将接收到的信号经过前波滤除，获得相近信号，首先模型与数量转换，利用平方器获得信号能量，并与门限值进行比较分析；另一方面，利用周期图实现能量检测，这是目前应用较为广泛的典型功率频率计算方法。当获得信号能量之后，与门限值进行比较分析。能量检测法相对简单、易于操作，属于非相干检测方式，对相位同步的要求并不高。但是设定门限值是检测工作的难点，不能准确判断有用信号、干扰及噪音区别。在信噪比较低的情况下，对检测性能产生一定影响，在扩频信号、调频信号和直接序列信号中不适用。

2.3.2循环平稳特征检测

应用循环平稳特征的检测技术，除了较为复杂之外，基本可以克服其他检测方法的弊端。经过调制的主用户信号，一般会产生循环前缀、跳频序列、载频等，提高信号的内在周期性。如果信号均值与自相关函数具有周期性，而且周期和信号周期基本一致，则证明循体平稳；另外，可以通过对信号频谱的相关函数循环频率状况，确定是否存在主用户信号。在谱相关函数中，在零循环频率处，可体现信号特征的平稳性；在非零循体频率处，则可体现信号的循环平稳特征。由于噪声具有平稳性，在非零循环频率位置，不会体现出频谱的相关性；而主用户信号具有循环平稳特点，在非零循环位置，体现了频谱的相关性。因此可以据此判断，如果在非零循环频率位置体现了频谱的相关性，则证明主用户信号的存在；如果只在零循环位置存在，那么体现了频谱的相关性，说明不存在主用户信号、存在噪音。有关检测循体平稳特征，不需要获得先验信息信号，可以直接区分有用信号或噪声，以此降低背景噪音影响。但是由于采取循体平稳特征检测，涉及复杂的计算过程，因此需要的观测时间比较长，应权衡利弊。

2.4人体简易定向天线

美国QST杂志介绍了另一种简易测向的办法，即以固定姿势将手持台握在胸前并与身体保持一定距离，把具有一定导电性能的身体当成一个反射体，形成一个简单的定向天线系统，然后转动身体，当面对电波入射方向时接收到的信号最大，这样就可以测出电台方向。笔者在测试144MHz天线方向性时曾可以观察到几米以外人体移动对信号强度的影响，说明人体反射电波的作用比想象的明显。

2.5调频接收机在测向中的问题

调频通信方式的主要优点是，所要传输的信号幅度是用射频信号频率的偏移来表示的，解调工作与接收到的射频信号的强度无关，因此传输途中各种干扰、衰落引起的信号幅度变化不会被解调出来，所以最后得到的信号信噪比高，保真度好。当我们将调频接收机用于测向时，不论如何转动定向天线使信号强度随方向有所变化，或者在接近发射机的过程中信号随距离缩短而不断增强，只要最小的信号已经达到限幅电路的门槛，则所有的幅度变化都会被切掉，最终听到的信号不会有强度上的变化。

结束语：

作为一种全新的无线通信技术，应将认知无线电放在周围特定的环境中的电磁来检测特征，其智能决策需要通过检测结果做出，并以此对设备的接受参数和发射参数进行优化调整。而频谱检测在无线电中，主要是对分配到的主用户的频段在频域、空域和时域进行检测，对频段内的主用户工作的能否顺利开展进行重点检查，并有效提高频谱的利用效率。并对当前社会社会短缺频谱资源的状况进行改善，所以无线电调试的技术会成为未来无线电调试发展的方向。

参考文献:

[1]孙野.无线电调试的技术应用与分析2015.9

[2]曾志民，郭彩丽.认知无线电网络的MAC层关键技术2014.2

[3]高路，康桂华，李庆玲.基于认知无线电网络的用户合作频谱检测2017.5