無線電頻帶（無線電頻帶）

無線電頻帶定義

無線電頻帶其表達方式為：3 000 kHz 以下（包括3 000 kHz），以kHz（千赫茲）表示；3 MHz 以上至3 000 MHz（包括3 000 MHz），以MHz（兆赫茲）表示；3 GHz 以上至3 000 GHz（包括3 000 GHz），以GHz（吉赫茲）表示。

無線電頻帶分類

在認知無線電中，用戶的發(fā)射功率大小起著舉足輕重的作用，科學地進行功率控制，可以提高系統(tǒng)吞吐量以及通信服務質(zhì)量。功率控制旨在有效降低同一個信道中的不同用戶間的干擾以及不同信道中的干擾。功率控制的基本工作原理是：在保證授權(quán)用戶服務質(zhì)量不受損害的條件下，合理調(diào)節(jié)發(fā)射機功率，從而盡可能地降低接收機的接受功率。并且，功率控制還能起到降低能耗的作用，因為無線通信里的較多可移動終端設(shè)備（如：手機和平板電腦等）都是由電池作為電源的，因而在現(xiàn)實生活中，倘若能夠適當降低移動終端的發(fā)射功率，那么可以延長其使用的時間，減少電池的充電次數(shù)，從而提升電池的續(xù)航能力。

無線電頻帶技術(shù)的出現(xiàn)，極大地緩解了頻帶資源無法被充分使用的問題，無線電頻帶通過感知無線電頻帶的狀態(tài)，來選擇性的接入授權(quán)頻帶發(fā)送數(shù)據(jù)，很好的彌補了無線電頻帶從授權(quán)頻帶離開后造成的頻帶空閑現(xiàn)象，但 無線電頻帶對授權(quán)頻帶資源的利用是建立在保證通訊質(zhì)量不遭受到嚴重損害的前提下才能實現(xiàn)的，然而 無線電頻帶使用授權(quán)頻帶的時候肯定會或多或少地對無線電頻帶形成干擾影響，所以，若要滿足上述條件，就必須對 無線電頻帶的發(fā)送功率做嚴格的限制，從而防止無線電頻帶的無線電頻帶遭到不被允許的影響。合理分配用戶發(fā)送功率的，不光在很大程度上降低了主用戶和次用戶間的干擾，并且能夠最大化系統(tǒng)吞吐量，還能夠降低能源損耗。在 無線電頻帶系統(tǒng)中，認知用戶經(jīng)過頻譜感知，檢測出授權(quán)用戶的狀態(tài)，再加上功率的合理分配，以最大化其傳輸數(shù)據(jù)量的狀態(tài)接入授權(quán)頻帶。因此出于對授權(quán)用戶的通信質(zhì)量干擾最小化的目的出發(fā)，如何科學地對功率進行調(diào)整，成為了現(xiàn)如今 無線電頻帶系統(tǒng)中功率分配技術(shù)的重中之重，其中限制功率分配的因素主要有以下幾點：無線電頻帶的發(fā)送功率限制。在實際的無線通信里面，由于考慮到了能耗的因素，無線電頻帶的發(fā)送功率被收到了嚴格的限制。大家普遍認為，對發(fā)送功率的限制包含了對最高的發(fā)送功率限制以及對平均的發(fā)送功率限制這兩方面。并且需要保證 無線電頻帶的傳輸功率不得高于 無線電頻帶系統(tǒng)傳輸功率的總合。

系統(tǒng)中的頻帶感知技術(shù)、頻帶共享接入技無線電頻帶術(shù)以及功率分配技術(shù)。頻譜感知技術(shù)的基本原理以及相應無線電頻帶的工作流程，接下來對幾種經(jīng)常用到的頻譜感知技術(shù)做了簡單的介紹，而且通無線電頻帶過表格的方式呈現(xiàn)出了不同的頻譜感知技術(shù)在實際應用中的優(yōu)劣性。多種頻譜共享接入技術(shù)，其可以在有限的頻帶資源下最大化地利用無線電頻帶頻帶。做功率分配技術(shù)的研究，意義：無線電頻帶接下來功率分配技術(shù)的限制因素；最后幾種常見的功率分配理論。無線電頻帶其間，對頻譜感知技術(shù)中的能量檢測法、基于感知的頻譜共享接入技術(shù)以及功無線電頻帶率分配技術(shù)中的凸優(yōu)化理論做了著重的介紹。

無線電頻帶應用

介紹的井下無線電緊急通信系統(tǒng)經(jīng)10年研究而成，它消除傳統(tǒng)的“有線”礦用系統(tǒng)長期存在的問題，緊急情況下運用LF/MF頻帶信號進行通信，用現(xiàn)有傳輸波導可減少無線電系統(tǒng)的安裝與維修費用。但LF/MF系統(tǒng)在中繼器工藝還存在障礙。猶他動力與照明公司部分贊助的研究與試驗工作在中繼器工藝上有所突破：有效利用現(xiàn)有的波導結(jié)構(gòu)使采區(qū)無線電信號以低衰減頻率傳播。分布與通路中繼器不僅利用了LF與MF信號沿導體波導傳輸?shù)牡退p率，而在設(shè)計上要求與井下電磁波的傳播特性兼容。USBM一PRC的無線電系統(tǒng)最早采用LF無線電信號頻率來連接全礦中繼器網(wǎng)絡(luò)中的中繼器。這一工藝上的突破使全球范圍的通信成為可能。LF/MF頻帶中繼器與移動式無線電收發(fā)機很需要使用磁性偶極天線。礦井工作性質(zhì)與環(huán)境而異，需不同的天線裝置。如空氣磁芯天線、鐵氧體拉桿天線、子彈帶式天線、葡萄基式天線。井下通道無線電信號傳輸?shù)拿傻?Mondt)方法LF頻帶(100kHz)無電線信號在沿原有導體傳播時衰減率為ldB/30sm(100.ft)，W.Molldi認為井下無線電收發(fā)機網(wǎng)絡(luò)中繼器之間應用LF(30~300kHz)代替MF(300~3000kHz)。低衰減率的LF信號使得信號在沿導體傳輸線路傳一播時保持高的信噪比。Mondt中繼器方法還采用了電磁波理論的另一方面，即能有效藕合原有導體與移動式收發(fā)機環(huán)形天線之間的無線電信號。實際中出于對天線設(shè)計及理論結(jié)合的考慮，通信系統(tǒng)信號采用LF與MF輸帶間250~520kHz這一段的頻率信號。一個最優(yōu)的無線電通信系統(tǒng)，其導體傳輸在LF頻帶，移動式收發(fā)抓與傳輸線路間的信號組合則在限定的LF/MF頻帶內(nèi)。

當下的社會是信息技術(shù)的社會，無線通訊技術(shù)成了大家熱議的話題。無線通信已由早期單純的語音服務發(fā)展為當今的數(shù)字通信模式，無線業(yè)務的重點主要面向視頻、音頻以及高分辨率圖像等需要較寬的頻譜和較高的下載傳輸速率的服務，同時由于無線局域網(wǎng)、4G、5G、物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，頻帶資源的緊缺已經(jīng)阻礙了較高性能的數(shù)據(jù)傳輸服務。頻譜資源由授權(quán)頻譜、非授權(quán)頻譜構(gòu)成，歸國家工信部統(tǒng)一管。授權(quán)頻譜：被授權(quán)的設(shè)備可以接入的頻譜；非授權(quán)頻譜：被授權(quán)的設(shè)備在保證別的設(shè)備正常工作的同時，并且不對其產(chǎn)生影響的前提下可以接入的頻譜。固定的頻譜分配方式雖然劃分清晰，在一定程度上限制了設(shè)備間的干擾，但還是存在以下幾點不足：一、隨著復雜多樣的無線通訊業(yè)務的出現(xiàn)，人們關(guān)于其的需求和要求也快速增長，傳統(tǒng)的頻帶分配手段已經(jīng)不能滿足用戶的需要。尤其是在商場、體育場、學校等人口密集區(qū)域，很難保證通信的暢通。

頻譜感知的實質(zhì)是SU對PU的感知，通過檢測PU是否正在授權(quán)頻帶工作，從而決定是否接入授權(quán)頻帶，但每一次的感知并不一定都是正確的，所以此時就會出現(xiàn)虛警概率和檢測概率，以此來衡量一個系統(tǒng)的檢測性能。錯誤檢測的概率。由于噪聲和干擾的客觀存在，如果噪聲信號的幅度大于檢測門限值的時候，就會誤以為空閑的正處在忙碌的狀態(tài)，因而判定授權(quán)頻帶被占用，從而不接入頻帶。的大小關(guān)乎著 進入授權(quán)頻譜機會的大小，若大，那么會影響頻譜的利用率。即正確檢測的概率。也就是說 的實際是工作狀態(tài)，感知結(jié)果也為忙碌，即為正確感知?；钴S狀態(tài)：一個完善的活躍狀態(tài)模型不只需要巨大的狀態(tài)信息庫，還需要綜合不同的空間、不同的時間以及不同的服務對象等因素來統(tǒng)一分析。馬爾可夫模型是當今大家認同的描繪授權(quán)用戶活躍情況的模型。