無線電基本原理精選(九篇)
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第1篇：無線電基本原理范文
磁耦合諧振無線電能傳輸與非接觸感應式供電方式相比在傳輸距離上有很大的優勢，與電磁波無線電能傳輸相比具有無敏感方向性、無輻射等許多的優點。本文在分析了磁耦合諧振無線電能傳輸的基本原理、數學模型的基礎上建立了系統組成結構。系統框圖如圖1所示，交流電經過整流濾波后輸入高頻逆變橋，利用得到高頻交流電源，諧振電路使得具有諧振頻率的高頻電壓基波被充分放大為標準正弦波，供給發射線圈。發射與接收線圈構成的耦合系統。當接收線圈的固有頻率與收到的電磁波頻率相同時，兩線圈共振，此時線圈回路阻抗達到最小值，電路中產生的電流最大，從而使大部分能量往諧振路徑傳遞，完成磁場到電能的轉換，實現電能的高效傳輸。諧振頻率越高，向空間輻射的能量也就越大，傳輸效率就越高。
二、系統參數選擇
本文采用圓柱形線圈，根據設定的傳輸距離，選擇合適大小的線圈。諧振頻率與線圈電感、電容相關。諧振頻率多方面的因素制約，因此確定諧振頻率、電感線圈之后，最后根據二者的需要匹配諧振電容。負載消耗的功率即為傳輸系統的接收功率，根據接收功率與頻率、負載阻抗可計算出接收線圈電壓；根據接收線圈電壓、負載系數、諧振頻率等計算接收線圈電流。負載線圈的電壓、電流是源線圈通過磁場耦合到負載線圈的能力的表現形式，耦合系數是量化耦合能力的參數。根據傳輸的功率來確定耦合系數和發射線圈電壓（折算為直流電源電壓）、電流。應用磁耦合諧振式無線能量傳輸系統為用電設備供電，需要根據用電設備的具體要求設計能量傳輸系統的具體參數，以得到更高的傳輸效率。給定所需傳輸的功率、距離、負載阻抗，設計編寫程序，通過matlab得到合適的系統參數：諧振頻率、電源電壓、線圈半徑、線圈匝數、電容、預計的傳輸效率。
三、教學模型演示
經過反復測試實驗模型選用參數：接收線圈與發射線圈之間的距離約為3mm，功率0.9W和負載阻值40Ω；得f＝65kHz，電壓6V，線圈部分采用線徑0.6mm的銅線，線圈外徑r＝40mm，繞20匝，高頻整流電路加補償電容約為10μF，預計效率22.7%。線圈阻值為1Ω，電感值約22.2μH。高頻逆變電路部分采用XKT‐480高頻發生器，產生f＝65kHz，Upp＝25V的正弦交流信號。芯片內部的補償電容為10μF.Uin=3V。高頻整流電路加補償電容約為10μF，與發射線圈產生較好的諧振效果。整流模塊恒壓3V輸出，電流為100～600mA。模型原理如圖3。教學演示裝置顯示，小車可以連續不間斷地跑動，很好地演示了無線電能傳輸的基本原理。
四、結語
第2篇：無線電基本原理范文
關鍵詞：認知無線電； 認知引擎； 人工智能； 案例學習； SOAR
中圖分類號：TN92-34
文獻標識碼：A
文章編號：1004-373X(2011)09-0030-05
Design and Realization of Episodic Learning Module in Cognitive Engine
LIU Yi-jing1,2, YUAN Jian-hua1,3, WANG Li-feng2
(1. Postgraduate Team 4 of ICE, PLAUST, Nanjing 210007, China;
2. China Electronics Equipment System Engineering Corporation, Beijing 100141, China;
3. Unit 78158 of PLA, Chengdu 610081, China)
Abstract： Learning capability is the key characteristic of a cognitive radio distinguished from a traditional radio. In this paper, the design and realization of SOAR-based episodic learning function in the available cognitive engine platform are studied emphatically. The basic principle and concepts of SOAR are introduced, which is a widely used in development architecture for artificial intelligence system. The design and realization of SOAR-based episodic learning module are elaborated. By applying episodic learning to cognitive engine, the cognitive radio system could acquire knowledge from experiences and thus improve decision-making capability in its future tasks.
Keywords： cognitive radio; cognitive engine; artificial intelligence; episodic learning; SOAR
0 引 言
相比傳統無線電技術，認知無線電(CR)［1］不僅能夠大幅提高頻譜利用效率，更重要的是能夠優化服務性能、提高服務質量 ［2］。作為一門新興技術，雖然認知無線電沒有統一的定義，但一個被廣泛接受的共識是：認知無線電構建于靈活的軟件無線電平臺之上，能夠感知環境和用戶需求，通過認知引擎實現智能決策并控制終端動態重配，從而滿足用戶的業務質量需求。
認知引擎實現并驅動整個認知環路，是實現CR的核心部件。可以說，認知引擎是認知無線電的“大腦”［3-4］，而學習能力則將使這“大腦”越來越聰明。具備學習能力的認知引擎能在不斷的認知決策過程中，積累經驗并改善知識庫，從而逐漸提高決策推理能力［5］。鑒于學習在認知系統中的重要性，應用于CR系統的學習算法研究獲得了國內外學者的廣泛關注［6-8］,然而這些研究仍停留于理論或仿真層面。針對認知無線電原型系統的學習算法的實際應用研究尚處于起步階段，現有的認知無線電平臺尚未涉及到學習模塊［9］，
在已構建認知無線電原型系統平臺上，對基于SOAR中案例學習模塊的設計與實現。
1 SOAR基本原理與概念
SOAR是一種用于構建人工智能系統的體系架構，由人工智能領域的奠基人之一Allen Newell于1983年在密歇根大學帶領團隊啟動研發。目前，SOAR已被廣泛應用于人工智能領域與認知科學領域。人工智能領域的學者使用SOAR作為開發綜合智能主體的工具，而認知科學家則使用SOAR幫助其對認知過程進行建模。下面簡單介紹SOAR的一些基本原理與概念。
1.1 基本原理與問題空間
SOAR遵循認知統一理論［10］，即將人類的各種認知行為建模成“行為=架構+內容”的框架。SOAR架構借用人工智能領域中“問題空間”的概念，將認知行為看作相應問題空間中狀態隨時間的連續轉換過程。
圖1為問題空間的概念示意圖［10］，矩形代表一個狀態，矩形中f1,f2代表當前狀態的屬性名，v1~v6代表對應屬性的可能取值。為了對某個行為建模，指定一個初始狀態S0，目標狀態用灰色表示，當屬性f2的取值為v6時達到目標狀態。導致問題空間中的狀態轉換的動作稱作操作，用箭頭表示。為了解決某個問題，必須不斷地向當前狀態施加操作以使狀態隨時間不斷進化，直到達到目標狀態。操作的選擇遵循“合理性原則”，即“如果認知主體具備某個操作的應用會達到預置目標的知識，那么該認知主體就選擇這個操作”。
圖1 SOAR架構中狀態空間的概念
1.2 SOAR架構中的基本概念
Working Memory(簡稱WM)：儲存短期知識，涵蓋了一個SOAR系統中所有的動態信息，包括感知到的數據、中間的計算、當前的操作和目標。在WM中包括Working Memory Elements(簡稱WMEs)，每一個WMEs包括三個符號：標識符、屬性和值。
Rule Memory：存儲長期知識，包含告之系統怎樣在外部環境中行動的知識，這些知識被表示成if-then的規則，稱為產生式。SOAR通過將規則的條件與WM中的數據結構進行比較以決定觸發哪條規則，當規則被觸發后它們又會改變WM中的內容，以觸發新的規則，進入下一輪循環，使得問題空間中的狀態不斷向目標逼近。
操作：在一個SOAR循環中所有匹配的規則可多條并行觸發，為了避免多條規則產生的行動發生沖突，SOAR支持一個特定的實體，稱為操作。操作使SOAR的匹配-觸發循環擴展為一個輸入、操作建議、操作選擇、操作應用、輸出的五階段決策循環。
僵局：有些情況下系統可能會達到一個狀態，在這個狀態下，沒有能夠觸發的規則，或者系統可能會選擇一個操作，但沒有能夠應用這個操作的規則，這種情況被稱為僵局。
子狀態：當系統運行到一個僵局時，會生成一個子狀態，進行在這個狀態下操作的建議、選擇與應用，以解決僵局。
Chunking：產生僵局也意味著SOAR系統需要進行學習。Chunking將學到的知識轉變為新的規則，在以后到達會產生僵局的狀態時，SOAR會觸發新生成的規則，避免僵局再次產生。
2 認知引擎系統架構
本文研究的學習推理模塊構建在認知無線電原型系統的基礎之上，該系統的認知引擎結構如圖2所示。
圖2 認知無線電原型系統認知引擎結構
其中，主控主要負責實現系統的控制界面、與用戶的交互以及各子模塊之間的信息交互與控制，用Python腳本程序來實現；感知模塊接收外界環境信息，在本系統中，基于GNU Radio感知外界電磁頻譜信息，采用Python腳本程序接收波形送來的接收質量指示；波形執行物理層傳輸功能，接收主控的參數信息，完成相應調制解調功能。接收波形向感知模塊發送丟包指示信息。
本文所研究的案例學習集中于知識庫和推理機部分，初始知識庫是用戶離線編寫的SOAR規則庫，用文本文件存儲，其中的規則隱含了系統將要發生的行為模式。推理機用SOAR核心實現，它根據知識庫中的規則以及當前狀態做出決策，并將決策送給主控，進行通信配置；隨后主控將接收來自感知模塊的反饋信息，并據此更新知識庫，從而為后續推理提供更豐富的案例知識。該部分是認知系統智能性的核心體現，其具體設計與實現將在下節中詳細介紹。
3 案例學習模塊的設計與實現
3.1 SOAR的案例學習執行原理
案例記憶的執行架構如圖3所示，圓點表示WMEs。WM中包括保留的區域，即系統的輸入(感知到的內容)和輸出(執行的動作)。執行時在WM中生成了兩個特定的區域，分別是案例記憶的線索構建區域和重獲區域。案例學習模塊監控系統的行為，在指定的時間記錄一個新案例(通常是在一個循環結束時)。案例記憶中存儲的是在記錄時刻WM的整個內容，不包括線索和重獲區域的內容。
圖3 SOAR的案例庫執行圖
在任何時候系統想要重獲一個案例時，就在線索構建區域生成想要重獲的案例的相關線索，線索構建完成后，案例選擇程序就會將線索與記下的案例進行比較，選擇與生成的線索最匹配的案例，被選的案例將在WM的重獲區域中重現。
基于線索的重獲采用最近鄰搜索算法。最佳匹配案例的衡量標準為案例的匹配分數，案例重獲時選擇匹配分數最大的案例進行重現。具體實現如下：
首先系統識別候選案例，候選案例是那些至少與線索有一個相同的WMEs葉節點的案例，每個WMEs在i時刻都有一個激活值：
Ai = β + ln∑nj = 1t-dj
(1)
式中:β為基本級別常量;tj為WMEs被給予第j次激活增進后循環執行的次數;d為學習速率參數，在本系統中令d=0.8。
對每個候選案例中的有兩個需要計算的量：C定義為與線索匹配的WMEs葉節點數；A定義為所有匹配的WMEs葉節點的激活值之和。匹配分數S由下式獲得：
S=αC+(1－α)A
(2)
式中:α為平衡因子,0
3.2 原型系統案例學習的設計
3.2.1 設計思路
每個案例包括場景參數、動作、結果、分值四部分。場景參數包括用戶是否受到干擾、頻譜信息的空閑頻譜id號、通信系統當前工作的頻率id號，動作是改變通信系統的工作頻率，結果是執行完相應的動作后用戶是否受到干擾，分值是根據用戶是/否受干擾進行的評分(0/5分)。
系統在每個場景建議三個改變頻率的動作，每個動作有相應的執行結果，根據結果評判出相應的分數。系統在遍歷完所有場景的同時，記下在各個場景下執行相應動作的反饋分數，當系統再次遇到相同場景時，就可以根據以往經驗選擇得分高的動作，達到自動躲避干擾，選擇空閑頻譜傳輸信號的目的，提高系統在未來任務中的性能，體現案例學習的作用。系統的工作流程如圖4所示。
圖4 系統工作流程
3.2.2 系統輸入、輸出接口設計
系統輸入、輸出接口設計如下：
^io
^input-link//輸入接口
^system-info//儲存系統信息，在整個工作過程中不改變
^frequency//可配置的工作頻率，共三個
^id1/2/3 //序號越大對應的頻點值越大
^current-parameters//存儲當前系統參數信息
^frequency
^id1/2/3//通信系統當前工作的頻率id號
^user-experience//存儲用戶當前體驗信息
^is-jammedyes/no//用戶是/否受到干擾
^spectrum-info//存儲外界頻譜感知信息
^frequency
^id1/2/3//每個支路在某個工作頻點上的id號
^is-freeyes/no//工作頻點是/否空閑
^epmem
^score0/5//根據用戶是/否受到干擾，系統的評分0/5
^output-link//輸出接口
^change-frequency//改變系統工作頻率
^id1/2/3
^statuscomplete//當外部環境完成改變波形操作時加入該屬性
3.2.3 具體實現
圖5為系統執行過程生成的狀態簡圖，在頂層狀態epmem下：
首先，系統根據感知到的場景參數在top-state上生成一個situation屬性的值stx，不同場景參數的組合共可生成24種不同的狀態，將這些狀態分別命名為st1,st2,st3,…,st24(以后稱其中某個為stx)，這些生成的狀態為i-supported WMEs。接著建議改變頻率(change-frequency)的操作，此時由于沒有應用這條操作的規則，系統會進入一個operator no-change的僵局，為了解決這個僵局，SOAR會自動生成一個子狀態，此時系統進入這個子狀態，進行在這個狀態下操作的建議、選擇與應用，以解決上面的僵局。
在第一個子狀態change-frequency下：系統根據top-state上輸入鏈路的system-info中可配置的三個工作頻率，建議了三個go操作，由于這三個go操作有相同的選擇權，系統又會進入一個tie僵局，此時SOAR又自動生成一個子狀態。
在第二個子狀態go-tie下：若此時top-state上生成的狀態和系統的頻率id之前未遇到過，建議remember操作來記下這兩個屬性，由于沒有應用這條操作的規則，系統再次生成一個子狀態。
在第三個子狀態remember下：產生查詢以往案例的線索，這個線索為remember狀態下的兩個屬性，即當時的狀態stx和系統的頻率id。
系統開始運行時，案例庫中還沒有記錄案例或所記錄的案例很少，找不到與產生的線索相匹配的案例，查詢失敗，未查到的stx和id添加到top-state上，并將此屬性命名為unknown。給具有未知stx和id組合的go操作賦值為1 000分。三個go操作都是1 000分時，系統隨機選擇一個go操作執行，并將這個go操作的stx和id添加到top-state上，為這兩個屬性分別命名為last-situation,last-id。
案例庫記錄下來的就是此時top-state的整個內容。隨著系統遍歷了越來越多的案例，案例庫不斷地充實，系統便可以找到與產生的線索相匹配的案例和分數，將它們記在top-state上生成一個新的屬性situation-all。
遍歷完所有的場景和動作后，top-state上就會生成72個situation-all屬性的值，當進入第一個子狀態時，便可根據situation-all屬性值中的分數給go操作賦值，即可得出go操作的優先級，以后不再產生子狀態。
圖5 系統的狀態圖
4 結 語
認知無線電的能力突出體現在學習能力上，具備學習功能的無線電系統能夠自動判斷出遇到的新情況，對新環境進行建模，并在此基礎上進行優化。本文介紹了一套具備案例學習功能的認知引擎系統。文中使用SOAR 中案例記憶的功能，基于認知無線電原型系統進行建模，設計并實現了案例學習的功能模塊。該模塊使得系統能夠根據以往的經驗，自動選擇空閑頻譜進行傳輸，智能的提高頻譜利用率，達到了學習進化的目的。
向無線電系統中注入智慧是實現認知無線電的目標，先進的人工智能技術為此提供了堅實的理論基礎。如何將人工智能技術更好地應用到認知無線電系統中，需要工程技術人員付出艱辛的努力。
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第3篇：無線電基本原理范文
關鍵詞： GPS 工程測繪應用
中圖分類號：TB2
當前，伴隨著時代和科學的不斷進步，GPS測量技術已經廣泛應用于國民經濟各項建設工程中。由于GPS定位技術具有精度高、速度快、成本低等優點，一方面為工程測繪工作提供了一個嶄新的定位測量手段，顯著提高了工程測繪的質量和效率，降低了勞動強度；另一方面也大大擴寬了工程測繪的服務范圍，給測繪領域帶來了一次根本性的技術變革。
一、GPS系統的基本原理
（一）什么是GPS系統
GPS，是Global Positioning System（全球定位系統）的英文簡稱。該系統由美國國防部于1973年組織研制，歷經20年，耗資近300億美元，于1993年建設成功，主要為軍事導航與定位服務。GPS利用衛星發射的無線電信號進行導航定位，具有全球性、全天候、高精度、快速實時三維導航、定位、側速和授時功能，并具有良好的保密性和抗干擾性。因此，GPS不但經常用于軍事上各兵種和武器的導航定位，在民用上的應用也越來越廣泛。
（二）GPS系統的主要構成
GPS全球定位系統主要由三部分組成：空間衛星星座、地面監控系統和用戶設備。
（三）GPS系統的定位原理
全球定位系統(GPS)的定位基本原理，是空間距離交會定點原理。假設在地面上有3個無線電信號發射臺，其位置坐標已知，用(xi,yi,zi)(其中i＝1，2，3)表示。用戶接收機在某一時刻采用無線電測距的原理測得接收機到3個無線電發射臺的距離只Ri(i＝1，2，3)，則只需以3個發射臺為球心，以所測距離為半徑，即可用距離交會原理計算出用戶接收機的空間位置(xp，yp，zp，)。其數學模型如下：
Ri=
如果只有兩個無線電發射臺，則可根據用戶接收機的概略位置交會出接收機的平面位置。這種通過無線電測距交會定點的方法是目前仍在使用的飛機、輪船的導航定位方法。現在將無線電信號發射臺從地面搬到位于空間中的衛星之上，組成一個衛星導航定位系統，應用無線電測距交會的原理，便可由3個以上地面已知點交會出衛星的空間位置；反之，利用3個以上衛星的已知空間位置，又可以交會出地面上未知點的空間位置。這就是GPS衛星定位的基本原理。
二、GSP測繪的主要特點
經過20年的發展，GPS己經廣泛地滲透到了經濟建設和科學技術的許多領域，尤其是對經典測量學的各個方面產生了極其深刻的影響。它在許多學科，如地球動力學、大地測量學、天文學、大氣科學、海洋科學、地球物理勘探、航空與衛星遙感、工程變形監測以及精密時間傳遞等方面的廣泛應用，充分地顯示了這一衛星定位技術的高精度與高效益。GPS定位技術的引入，引發了測繪技術的一場革命，使得測繪領域步入了一個嶄新的時代。
與傳統測繪相比，GPS有其明顯的技術優勢和特點：
(一)定位精度高
與常用的測繪方法相比，GPS測繪定位精度明顯提高（見圖二）。目前，GPS測量基線的精度已經由過去的10-7提高到10-6，而GPS靜態相對定位的精度也提高到了毫米級甚至亞毫米級，尤其是高程精度也達到了毫米級。GPS實時動態定位精度也有顯著性的突破，可以達到厘米級的定位精度，可以滿足各種工程測量的要求。大型建筑物、構筑物變形監測，在采用特殊的觀測措施、精密星歷和適當的數據處理模型和軟件后，平面精度可達亞毫米級，高程精度可穩定在1mm左右。
圖二：幾種定位方法的精度比較
(二)觀測時間短
隨著GPS系統的不斷完善，軟件水平的不斷提高，觀測時間已由以前的幾小時縮短至現在的幾十分鐘，甚至幾分鐘，目前采用靜態相對定位模式，觀測20km以內的基線所需觀測時間，對于雙頻接收機僅需15-20min；采用快速靜態相對定位模式，當每個流動站與基準站相距在15km以內時，流動站觀測時間只需1-2min；采取實時動態定位模式，流動站出發時觀測1-2min進行動態初始化，然后可隨時定位，每站觀測僅需幾秒鐘。因而用GPS技術建立控制網，可以大大提高作業效率。
(三)測站間無需通視
經典測量技術均有嚴格的通視要求，必須建造大量的規標，這給經典測量的實施帶來了相當的困難。GPS測量只要求測站上空開闊，與衛星間保持通視即可，不要求測站之間互相通視，因而不再需要建造規標。這一優點既可大大減少測量工作的經費和時間(一般造標費用約占總經費的30％-50％)，同時也使選點工作變得非常靈活，完全可以根據工作的需要來確定點位位置，也可省去經典測量中的傳算點、過渡點的測量工作。
(四)儀器操作簡便
隨著GPS接收機的不斷改進，GPS測量的自動化程度越來越高，有的已趨于“傻瓜化”。在觀測中測量員的主要任務只是安置儀器，邊接電纜線，量取天線高和氣象數據，監視儀器的工作狀態，而其它觀測工作，如衛星的捕獲，跟蹤觀測和記錄等均由儀器自動完成。結束測量時，僅需關閉電源，收好接收機，便完成了野外數據采集任務。
(五)全球全天候定位
GPS衛星的數目較多，且分布均勻，保證了全球地面被連續覆蓋，使得地球上任何地方的用戶在任何時間至少可以同時觀測到4顆GPS衛星，可以隨時進行全球全天候的各項觀測工作，一般除打雷閃電不宜觀測外，其它天氣(如陰雨下雪、起風下霧等)均不受影響，這是經典測量手段望塵莫及的。這一特點保證了GPS測量的連續性和自動化。
(六)可提供全球統一的三維地心坐標
工程使用中需要將三維的GPS基線向量觀測值及其方差陣投影轉換到工程坐標系的二維平面上，即將GPS基線網投影變換成工程使用測量控制網。其轉換的核心是使GPS基線向量網與常規地面網測量控制點原點重合，起始方向一致。為便于工程使用，要求由轉換的控制點坐標直接反算的邊長與實地量得的邊長，在長度上應該相等，即由歸算投影改正而帶來的變形或改正數，不得大于工程各階段的精度要求。
三、GPS技術在工程測繪方面上的應用與發展
GPS對于經典的測繪領域是一次重大的技術突破。一方面，它使經典的測量理論與方法產生了深刻的變革，另一方面，也進一步加強了測量學科與其它學科之間的相互滲透，從而促進了測繪科學技術的現代化發展。因此它的出現吸引了世界各國眾多科學家的廣泛興趣和普遍關注，也導致了測繪行業發生了根本性的變革。
在大地測量方面, GPS定位技術以其精度高、速度快費用省、操作簡便等優良特性被廣泛應用于大地控制測中。時至今日,可以說GPS定位技術已完全取代了用常測角、測距手段建立的大地控制網。一般將應用GPS衛定位技術建立的控制網叫GPS網。歸納起來大致可以GPS網分為兩大類:一類是全球或全國性的高精度GPS網這類GPS網中相鄰點的距離在數百公里至上萬公里,其要任務是作為全球高精度坐標框架或全國高精度坐標框架為全球性地球動力學和空間科學方面的科學研究工作服務或用以研究地區性的板塊運動或地殼形變規律等問題。一類是區域性的GPS網,包括GPS城市網、礦區網和工網等。
在工程測量方面，建立區域性的GPS網，包括城市或礦區GPS網，各種GPSI程網以及GPS綜合服務網等，這類網是指國家C、D、E級GPS網或專為工程項目布測的工程GPS網，即應用GPS靜態相對定位技術，布設精密工程控制網，用于城市和礦區油田地面沉降監測、大壩變形監測、高層建筑變形監測、隧道貫通測量等精密工程。這類網的特點是控制區域有限(或一個市或一個地區)，邊長短(一般從幾百米到20km)，觀測時間短(從快速靜態定位的幾分鐘至一兩個小時)，精度要求高，使用頻繁，其主要任務是直接為國民經濟建設服務。
四、結束語
與傳統測繪方法相比，GPS測繪具有定位速度快、成本低、不受天氣影響、點間無需通視、不用建標等優點，而且儀器設備小巧輕便，操作簡單便捷。經過20余年的實踐證明，GPS系統是一個高精度、全天候和全球性的無線電導航、定位和定時的多功能系統。GPS技術已經發展成為多領域、多模式、多用途、多機型的國際性高新技術產業。
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第4篇：無線電基本原理范文
【關鍵詞】無線供電；磁耦合共振；實驗
隨著科學技術的發展，人們日常生活中有了許許多多的電子電器設備，它們都附帶有電源線、充電器，而且各種充電器規格不一不能通用，這些電源線和充電器充斥了我們的生活，成了我們生活中無法拋棄的羈絆，我們有沒有可能徹底甩掉這些小尾巴？答案是肯定的，我們可以應用無線供電技術。海爾已經推出了“無尾電視”概念機，不需要電源線、信號線和網線。
無線電力傳輸是一種區別于有線傳輸的特殊供電方式。無線供電技術其實在很多年前就有概念，特拉斯在發明了交流電并構建交流供電體系后開始構想無線輸電方案，同時進行了實踐。
目前，無線供電技術有以下三種方法：
第一，電磁耦合。最早應用的無線供電技術是1885年研制成功至今仍在廣泛應用的變壓器，它是典型的電磁耦合無線供電例子，其基本原理是法拉第的電磁感應理論，兩組導線繞在鐵制框架上，兩者沒有直接連接，完全靠電磁感應傳遞能量。在現代社會生活中，這種電磁感應式的無線供電系統已得到了較為廣泛地應用，其中一個例子是電動牙刷。電動牙刷經常接觸水，無法采用直接充電方式，研究者采用電磁耦合無線充電技術，在充電座和牙刷中各有一個線圈，當牙刷放在充電座上時就有磁耦合作用，類似一個變壓器，感應電壓整流后就可對鎳鎘電池充電；另一個應用更加廣泛的例子是我們使用的各種智能卡片，如公交卡，第二代身份證和很多可以記錄信息的卡片，他們都采用了無線供電技術，這些卡片的內部結構相似，由一小塊芯片和一個線圈組成。在卡片中的電路中沒有供電模塊，當卡片在讀卡機邊晃動時，讀卡機周圍形成一個快速變化的磁場，卡片中的線圈產生感應電流，感應電流給內部的芯片供電，芯片對外發射信號，將自身的信息發送給讀卡器，接下來讀卡器就可以判斷出目前卡中有多少余額，并完成扣款操作。這就是非接觸IC卡的原理，實質已應用了無線供電技術。雖然電磁感應無線供電技術比較成熟，但這種供電技術會受到很多限制，其中最大的問題就是低頻磁場會隨著距離的增加而快速衰減，如果實際應用要增加供電距離，只能根據需要加大磁場強度，但磁場強度加大不僅增加電能的消耗，還會造成近距離的磁信號記錄設備失效，例如銀行卡上的磁條在強磁場下會去磁損壞。另外，電磁感應無線供電技術是直接以電磁波形式進行1cm以下的較近距離的發射和接收，電磁波向四面輻射，能量大量浪費，效率較低，通常它只適合相互“貼著”的小功率電子產品。
第二，光電耦合。光電耦合無線供電技術就是把電能轉化為光能，比如激光，通過光將能量傳遞到目的地再轉化為電能。光電耦合無線供電技術比較直觀，而且光電轉換技術也較成熟且應用廣泛。但我們知道光的傳遞路徑中不能有障礙物。所以光電耦合無線供電技術有很大的應用障礙。
第三，電磁共振。電磁共振其原理類似聲波共振的原理，兩種介質具有相同的共振頻率，就可以用來傳遞能量，稱之為非輻射性電磁共振。美國麻省理工學院的科學家正在開發一種使用非輻射性的無線能量傳輸方式來驅動電器，無論是手機，筆記本電腦還是數碼相機，如果這項研究獲得成功，它們的充電器都可以退休了。特定頻率的電磁波能引起物體的振動，如果兩個物體固有頻率相同，就可以傳遞這種振動，也就是傳遞能，研究人員讓一個天線發射電磁波，讓接收器來接收，轉化為能量，這是電磁共振無線供電技術的基本原理。按照這一原理所有使用電池的電器都可以換用電磁共振無線供電技術供電。將來電磁共振無線供電技術將會有很大的應用空間，比如在地下鋪設線路后，我們隨時可以為手機，甚至開行中的汽車充電。
根據以上分析，我們認為磁耦合共振無線供電技術是最有可能廣泛應用的技術。無線供電技術（無線充電）可以讓電能隔著空氣、塑料外殼實現傳輸，大大方便了應用。
無線電能傳輸方案如圖1。
圖1 無線電能傳輸方案原理框圖
采用磁耦合共振所消耗的電能只有傳統電磁感應供電技術的百萬分之一，當發射端通電時，它并不向外界發射電磁波，而只是在周圍形成一個非輻射磁場，這個磁場用了和接收端聯絡，激發接收端共振，從而已很小的消耗代價來傳輸能量。這項技術中，磁場的強度和地球的強度相似，人們不用擔心對自己身體和其它設備產生不良影響。
采用芯可泰XKT801芯片，我們進行了以下無線供電實驗。
無線供電模塊有振蕩電路、整形電路、檢測電路、頻率干擾抑制電路、電流自動控制、無線功率發射電路等組成。
圖2 無線供電模塊電路組成
第5篇：無線電基本原理范文
[關鍵詞]GPS-RTK 工程測量 精度分析
[中圖分類號] P2 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X（2015）-7-262-1
GPS技術主要有靜態定位技術、實時動態定位技術（GPS―RTK）、網絡實時動態定位技術
（Network RTK）、廣域差分技術（WADGPS）、全球動態定位技術（Global RTK）等。本文主要介紹實時動態定位技術（GPS―RTK）在工程測量中的應用。
1 GPS―RTK系統原理及構成
1.1基本原理
RTK測量技術，是以載波相位觀測量為根據的實時差分GPS（RTD GPS）測量技術。實時動態測量的基本原理是在基準站上安置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續地觀測，
并將其觀測數據通過無線電傳輸設備，實時地發送給用戶觀測站。在用戶站上，GPS接收機在接收GPS衛星信號的同時，通過無線電傳輸設備，接收基準站傳輸的觀測數據，然后根據相對定位的原理，實時地計算并顯示用戶站的三維坐標，其精度可達到厘米級。
1.2RTK測量系統的構成
RTK測量系統主要由GPS接收設備、數據傳輸系統和軟件系統構成。
1.2.1GPS接收設備
在基準站和用戶站上，分別設置雙頻GPS接收機。由于雙頻觀測值不僅精度高，而且有利于快速準確地解算整周未知數。
1.2.2數據傳輸設備
數據傳輸設備也稱數據鏈，由基準站的無線電發射臺與用戶站的接收機組成，其頻率和功率的選擇主要取決于用戶站與基準站的距離、環境質量、數據的傳輸速度。
1.2.3軟件系統
支持實時動態測量的軟件系統的質量和功能，對于保障實時動態測量的可行性、測量結果的可靠性和精確性，具有決定性意義。
2 GPS技術在工程測量中的作業流程
2.1內業準備
在實施GPS外業測量前，應事先對測區進行踏勘，根據工程測量的特點完成內業的準備工作，主要包括以下幾個方面的內容：
（1）根據工程項目，設定工程名稱;（2）參數設置：基準站的數據采樣率一般為4～5S，流動站的數據采樣率一般為1～2S，高度截止角通常設定為10度;（3）若已知坐標轉換參數，則輸入手簿;（4）實施工程放樣前，內業輸入每個放樣點的設計坐標、線路方位角，以便野外實時、準確放樣。
2.2求定測區轉換參數
工程測量是在北京坐標系或獨立坐標系上進行的，這就存在WGS一84坐標與北京坐標系或獨立坐標系的坐標轉換問題。由于RTK作業要求實時給出當地坐標，這使得坐標轉換工作非常重要。
（1）對于較大型的測區事先測定轉換參數，在RTK作業時，直接輸人參數和基準站坐標。
利用高等級控制點同一點的2種坐標求出的轉換參數。
（2）也可在RTK作業時臨時求得轉換參數。首先在對空視野開闊的地方設立基準站并采集單點定位WGS一84坐標，然后流動站聯測3個以上的高等級的控制點，求解坐標轉換參數。
2.3基準站的安置為保證觀測的精度和提高工作效率，基準站的安置應滿足下列條件：
（1）基準站可設立在精確坐標的已知點上;
（2）基準站安置應選擇在地勢較高、通視無遮擋、電臺有良好覆蓋區域的地方，首選是測區中央地區;
（3）為防止多路徑效應和數據鏈的丟失，基準站200米范圍內應無高壓電線、電視差轉臺、無線電發射臺等干擾源，周圍應無GPS信號反射源;
（4）基準站電臺的天線應架設在GPS接收機主機的北方。
2.4GPS―RTK施測及放樣
選擇對天通視較好，四周無各種強電磁干擾源的地方設置基準站。當測區可見GPS衛星數在5顆以上、PDOP值小于6時，一般只需5～15秒就可完成初始化而得到固定解。每臺移動站只需一人即可進行測量作業，每次開始作業應對已知控制點進行檢查，確保系統無誤后，應用GPS電子手簿即可進行地形地物點、勘探坑道的采集或勘探線剖面、勘探工程點的放樣作業，每點采集記錄時間約1～10秒。
3 RTK應用及定位精度分析
某礦區地勢起伏不大，天空開闊，除個別地方外對RTK作業無大的影響。該工程控制測量、勘探剖面線、勘探工程點的放樣均采用RTK作業。相鄰觀測點間全站儀實測和RTK實測距離抽樣檢查比較，見表1。
從上表來看，RTK測量既可以實時提供點位坐標和高程，又可實時知道測量點位精度，能夠較大地提高工作效率。同時從測量結果來看，RTK測量點位精度可達厘米級，完全能夠滿足工程測量的需要。
4 RTK技術的優點
（1）傳統測量外業容易受到地形、氣候、季節等諸多因素的影響，使測量精度、作業速度都受到很大限制，在能見度低，通視條件差的情況下，有些測量作業根本無法進行。而GPS―RTK技術，解決了這個問題。
（2）定位精度高，數據安全可靠，測站間無需通視。
在沒有已知基準點或基準點被破壞而造成的控制點不足的地區和由于地形復雜、地物障礙而造成的通視困難地區能快速的、高精度定位。
（3）綜合測繪能力強，作業集成度高，易實現自動化。
可勝任各種測量內、外業工作。基準站能夠為不同用戶提供多項信息輸出，流動站利用內置軟件控制系統，在作業時，無需人工干預便可進行整周未知數的動態初始化解算，使輔助測量工作極大減少，作業精度也自動控制和記錄，從而使自動化作業指揮系統的建立成為可能。
（4）操作簡便，對作業條件要求不高，數據傳輸、處理、存儲能力強，與計算機、全站儀等測量儀器通信方便。
（5）作業人員少，定位速度快，綜合效益高。
GPS接收機僅需一個人操作，在待測點等待l-2秒即可獲得該點的坐標，外業效率高;內業便于計算機處理，節省了時間和人力。
第6篇：無線電基本原理范文
關鍵司：GPS工程測繪地籍控制數據處理
1 GPS定位原理及測量方法
1.1 GPS定位原理
全球定位系統(GPS)的定位基本原理，是空間距離交會定點原理。假設在地面上有3個無線電信號發射臺，其位置坐標已知，用(xi,yi,zi)(其中i＝1，2，3)表示。用戶接收機在某一時刻采用無線電測距的原理測得接收機到3個無線電發射臺的距離只Ri(i＝1，2，3)，則只需以3個發射臺為球心，以所測距離為半徑，即可用距離交會原理計算出用戶接收機的空間位置(xp，yp，zp，)。其數學模型如下：
Ri=
如果只有兩個無線電發射臺，則可根據用戶接收機的概略位置交會出接收機的平面位置。這種通過無線電測距交會定點的方法是目前仍在使用的飛機、輪船的導航定位方法。現在將無線電信號發射臺從地面搬到位于空間中的衛星之上，組成一個衛星導航定位系統，應用無線電測距交會的原理，便可由3個以上地面已知點交會出衛星的空間位置；反之，利用3個以上衛星的已知空間位置，又可以交會出地面上未知點的空間位置。這就是GPS衛星定位的基本原理。
與傳統測繪相比，GPS有其明顯的技術優勢：(1)定位精度高。用載波相位做相對定位，觀測時間少于20min，可以達到±5mm的距離精度。若采用快速定位方法，觀測時問僅需1min左右，即能達到±0.1m的距離精度。(2)提供三維坐標。GPS測量，在精確測定觀測站平面位置的同時，還可以精確測定觀測站的大地高程。(3)觀測站之間無須通視。既要保持良好的通視條件，又要保障測量控制網的良好結構，一直是常規測量在實踐方面的難題之一。GPS測量可以節省常規測量所需的造標費用，減少測量時間，經濟效益十分顯著。(4)全天候作業。GPS測量工程，通常可在任何地點、任何時間連續地進行。
1.2 GPS測量方法
GPS作為一種當前最先進的定位工具正成為地籍信息十分重要的數據采集工具。近幾年來，GIS型GPS接收機用于采集地面上的位置數據及詳細的屬性信息正日益發展。GPS只提供地理空間位置，地籍空間數據還應該包括屬性信息。例如地籍信息系統中一條道路包括了該路的一系列點的空間坐標及該道路的屬性信息(寬度、等級等)，而GPS只能在外業采集到一系列離散點的空間坐標。要想讓這些點連成道路并知道其屬性信息，就必須在外業采集這些離散點時加以說明和描述。說明和描述的方法可以借鑒大比例尺機助成圖中采用的數據字典技術。數據字典是描述屬性及空間數據間相互關系的字符集。利用GPS采集數據時，數據字典帶有屬性和特征項，特征項反映了被測點的特征。如Tree表示樹，是孤立點，不與其他任何點相連；Road表示道路，則帶有Road的點要連起來。利用GPS采集數據時，一般都配有電子手簿或掌上電腦。測定了某位置后，可以在電子手簿上輸入其相應的特征和屬性項。
利用GPS采集地籍空間數據是切實可行的，但實際應用中要注意以下幾個問題:
（1）GPS定位模式和精度要與地籍信息系統匹配。GPS定位精度及模式多種多樣，確定GPS處理方法之前一定要仔細研究以達到地籍數據所需要精度。
（2）坐標系統的轉換。由于GPS定位采用的是WGS-84坐標系，因此它測出的坐標與一般的GIS(如地籍空間數據)不相同，必須將WGS-84坐標進行轉換，我國目前絕大多數的GIS系統采用1954年北京坐標系的平面投影方式，因此，要對WGS-84坐標進行坐標轉換及投影變換，才能滿足地籍測量的要求。
1.3 GPS技術引入地籍測量
地籍細部測量是地籍調查不可分割的組成部分，目的是測定每宗土地的權屬界址點、線、位置、形狀、數量等。由地籍調查規程所知，在地籍平面控制測量基礎上的地籍細部測量，對于城鎮街坊界址點及街坊內明顯的界址點間距允許誤差為10cm，城鎮街坊內部隱蔽界址點及村莊內部界址點間距允許誤差為15cm。利用 GPSRTK技術完全能滿足上述精度要求，建議在適合布設GPS點的部分測區使用該項技術。對于影響GPS衛生信號接收的遮蔽地帶使用全站儀、測距儀、經緯儀等測量工具，采用解析交會法、極坐標法、圖解交會法等進行地籍勘丈，這樣有利于加快地籍細部測量進度。
地籍測量專業性強，地籍數據具有法律效力，對數據精度要求高，配套的成果資料(圖、表、冊、卡等)現時性強，同步變更需及時。因此，根據地籍測量所特有的專業性，現代測繪技術對于地籍測量來講，主要有野外數字測量、GPS測量、數字攝影測量與遙感、內業掃描數字化測量4種模式。受環境和技術的約束，這些模式各有優缺點，但能相互補充，從而實現地籍信息的全覆蓋采集。
2 GPS地籍測繪及其有關技術問題探討
2.1地籍控制測量精度要求
地籍控制測量必須遵循從整體到局部，由高級到低級分級控制(分級布網，但也可越級布網)的原則。 地籍控制測量分為基本控制測量和地籍控制測量兩種。基本控制測量分一、二、三、四等，可布設相應等級的三角網(鎖)、測邊網、導線網和GPS網等。在基本控制測量的基礎上進行地籍控制測量工作，分為一、二級，可布設為相應級別的三角網、測邊網、導線網和GPS網。地籍平面控制測量坐標系統盡量采用國家統一坐標系統，條件不具備的地區，可采用地方坐標系或任意坐標系。精度指標是GPS網技術設計的一個重要的量化指標，它的大小將直接影響GPS網的布設方案、觀測計劃以及觀測數據的處理方法。地籍控制測量的精度是以界址點的精度和地籍圖的精度為依據而指定的。根據《地籍測規范》規定，地籍控制點相對起算點中誤差不超過士0.05m。
2.2地籍碎部測量精度要求
地籍碎部測量即界址點和地物點坐標、地類要素的獲取，包括定境界線，土地權屬界址線和界址點，房屋及其他構筑物的實地輪廓，鐵路、公路、街道等交通線路，海岸、灘涂等主要水工設施的測繪。界址點是界址線或邊界線的空間或屬性的轉折點，而界址點坐標是在某一特定的坐標系中利用測量手段獲取的一組數據，即界址點地理位置的數學表達。界址點坐標的精度，可根據測區土地經濟價值和界址點的重要程度來加以選擇。在我國，考慮到地域之廣大和經濟發展不平衡，對界址點精度的要求也應有不同的等級。
2.3 GPS地籍控制網的建立
地籍控制測量就是測設地籍基本控制點和地籍圖根控制點，是為開展初始土地登記、建立基礎地籍資料、以及日常地籍的動態管理而布設的平面測量控制。根據國家土地局頒布的《城鎮地籍調查規程》要求，地籍平面控制網可布設為二、三、四等三角網、三邊網及邊角網，一、二級小三角網(鎖)，一、二級導線網及相應等級的GPS網，并且各等級地籍平面控制網點，根據城鎮規模均可作為首級控制。利用GPS技術進行地籍控制，沒有常規三角網(鎖)布設時要求近似等邊。
2.4基準設計
GPS網的基準包括網的方向基準和尺度基準。而網的基準的確定是通過網的整體平差計算來實現。GPS網的基準設計，一般主要是指確定網的位置基準問題。確定網的位置基準，可選網中一點的坐標值并加以固定或給以適當的權，或者網中的點均不固定，通過自由網偽逆平差，來確定網的位置基準。這種以最小約束法進行GPS網的平差，對網的定向與尺度沒有影響，平差后網的方向和尺度以及網的相對精度都是相同的，但網的位置及點位精度卻不相同。在選網中若干點的坐標值并給以適當的權，在確定網的位置基準的同時，將對GPS網的方向和尺度產生影響，其影響程度與約束條件的多少及所取觀測值的精度有關。
2.5 GPS地籍測量實施
GPS測量的外業工作主要包括選點、建立觀測標志、野外觀測以及成果質量檢核等；內業工作主要包括GPS測量的技術設計、測后數據處理以及技術總結等。如果按照GPS測量實施的工作程序，則可分為技術設計、選點與建立標志、外業觀測、成果檢核與處理等階段。現將GPS測量中最常用的精密定位方法――靜態相對定位方法的工作程序作一簡單介紹。
2.6GPS網的技術設計
GPS網的技術設計是一項基礎性的工作。這項工作應根據網的用途和用戶的要求來進行，其主要內容包括精度指標的確定和網的圖形設計等。
2.7GPS測量的精度指標
精度指標的確定取決于網的用途，設計時應根據用戶的實際需要和可以實現的設備條件，恰當地確定GPS網的精度等級。精度指標通常以網中相鄰點之間的距離誤差mR來表示，其形式為：
式中D為相鄰點間的距離(km)。現將我國不同類級GPS網的精度指標列于表1所示。
表1： 各級GPS網的精度指標
類型 測量類型 常量誤差(mm) 比例誤差(ppm)
A 地殼形變測量或國家高精度GPS網 ≤10 ≤0.5
B 國家基本控制測量 ≤15 ≤2
C 控制網加密、城市測量、工程測量 ≤25 ≤5～50
第7篇：無線電基本原理范文
市場前景
充電設備與電源線說再見的日子也許不遠了。無線充電技術走進消費者視線開始于2010年，2011年多家日本廠商率先展示其無線充電技術相關商用設備，并且在2011年下半年開始有一些消費電子廠商將其用于智能手機等便攜設備的充電應用，逐漸開始走入大眾的世界。根據市場研究機構Marketsand Markets的一份報告，全球無線充電市場將在未來五年內獲得井噴式增長，到2017年將形成超過70億美元的市場，而在2011年這一數字僅僅只有4.57億美元，年復合增長率預計為57.6%。
隨著智能手機以及平板電腦等產品的不斷普及，生活中需要對便攜設備進行充電的場合也越來越多，市場對無線充電功能的需求也隨之不斷增加。預計在今后，我們將會迎來一個只需將自己的便攜設備放在像一張大桌子似的充電臺上的任意位置即可以進行充電的時代。為了實現這一愿望，有些公司已開始了電場耦合式無線充電模塊的批量生產，為便攜設備無線充電功能的普及做出了貢獻。雖然手機充電是一個潛在的巨大市場，但無線充電的市場推廣還沒有被廣泛接受。支持無線充電所帶來的硬件成本問題，以及效率低于標準有線充電的問題都需要解決。有線充電的電氣觸點會產生問題的充電應用場景是無線充電能夠真正發揮優勢的地方。例如要求設備能夠防水，或是在有液體或惡劣氣候條件的環境中工作。無線充電使這些設備能夠永久密封，并且能通過無線、非接觸式的方式充電。
未來的無線充電技術將讓所有的移動設備嵌入內置接收器和發射器，這些接收器和發送器被無處不在的部署在公共區域，如咖啡館、賓館、機場、快餐店等。消費電子設備是顯而易見的目標市場，但醫療和工業便攜設備也是能夠從無線電源受益的應用細分市場，可實現防水外殼并減少充電端口，這些充電端口經常被使用，由于充電線的重復插入，可引起不必要的故障。
無線充電的整個系統其實并不復雜，基本上包含了兩個部分，一個是連接電源的充電端發信器，另一個被充電電子產品上，跟硬幣大小差不多的接收器，只要在一定的范圍內（跟據不同的技術距離不同），電源能夠瞬間自發信器傳到對應的接受器，從而實現電能的傳輸。可以說，對無線充電而言，設備是簡單的，充電距離與效率才是技術最核心的環節。
無線充電技術原理
無線充電技術的原理研究可以追溯到19世紀30年代，科學家邁克爾?法拉第首先發現了電磁感應原理，即周圍磁場的變化將使電線中產生電流。到了19世紀90年代，愛迪生光譜輻射能研究項目的一名助手，也是后來的科學家尼古拉?特斯拉(Nikola Tesla) 證實了無線傳輸電波的可能性，并申請了首個專利。目前短距離無線充電存在三種不同的商用技術，電磁感應技術、無線電波技術和電磁共振技術，幾種技術各有特點。
近期電磁感應技術首先取得了突破，一些展會上展出的產品均是采用電磁感應原理取得的成功。電磁感應技術，通過初級和次級線圈感應產生電流，從而將能量從傳輸端轉移到接收端，由于電磁感應技術具有技術簡單、充電高效，并能夠運用于如滿布水、沙泥及灰塵的各種惡劣環境中，未來很有可能在幾種技術的較量中最先取得成功。電磁感應技術的優點還包括傳輸的功率可以從幾瓦到上百瓦，基本滿足了現在大部分消費電子產品特別是智能手機等充電需求最大的市場要求。但是，電磁感應技術也有自己的問題，首先是傳輸距離很短，必須接觸才能實現無線輸電；另一方面，無論是線圈和電路之間的屏蔽問題需要對產品設計加以改進，還是充電端要進行智能識別以判斷是被充目標還是其他金屬以避免誤充造成不必要的安全隱患，都是電磁感應技術快速普及面臨的最大挑戰。
IDT先進用戶界面部戰略營銷總監Eric Itakura相信電磁感應技術背后有很多樂觀因素，因為其背后有一個聯盟機構（無線電源聯盟），迄今為止加入的會員超過100人。代表制造商的會員橫跨多個不同的細分市場，包括消費電子、電池、家具、汽車等。擁有廣泛的支持和設備之間最重要的互操作性對保證用戶體驗和承諾可在任何地點充電至關重要。除了支持這種技術的公司眾多，其他優勢還包括高效率，低成本、工作在非電離kHz頻率內，并把磁場控制在非常小的區域里、安全性高。但是其他技術和要求更長距離的應用還有發展空間。
無線電波技術也是發展較為成熟的技術，其基本原理類似于早期使用的礦石收音機。通過一個微型高效接收電路，可以捕捉到從某個指定位置傳送過來的無線電波能量，在隨負載作出調整的同時保持穩定的直流電壓。該技術的主要優點是傳輸距離長，并且可以對不同位置的設備進行同時傳送電能。但缺點也很明顯，一個是傳送功率小，充電速度會比較慢；而且傳輸的效率也比較低。無線電波技術比較適合的一些小功率或相對較長時間不移動的設備充電，并且非常理想用于物聯網的一些未來供電應用。
第8篇：無線電基本原理范文
關鍵詞 認知無線電 通信系統 相關技術 研究
中圖分類號：TN92 文獻標識碼：A
隨著無線電局域網技術、城域網、無線個人局域網技術的快速發展，造成了當前無線普頻非常擁堵。尤其是在3GHz一下的頻段傳輸，其頻率的選擇性很小、傳輸的損耗也非常小，使得無線電通信技術方面與營運逐步轉向了無線頻普資源上的爭奪。認知無線電提出可以有效的解決頻譜資源的缺乏，為其開辟了一條非常有效的途徑，也為未來無線通信產業的發展提供了方向。由于認知無線電具有高效、靈活、實時感知以及可靠的利用普頻資源等特點，使得目前的智能化下空洞頻譜不會再受到授權用戶的制約。文中主要針對認知無線電的一些常見的關鍵性技術進行論述，并且實現了部分技術研究的實現。
1認知無線電技術介紹
1.1 CR技術
所謂CR技術其主要是進行頻譜的共享，并最終實現不會受到授權用戶干擾，根據感知功能以及重置來提升通信的質量、可用頻段的可靠性。因此根據CR原理來看，CR技術可以分三個主要技術層面：頻譜共享層面、頻譜感知層面、頻譜管理層面。
（1）頻譜感知層面介紹
所謂的頻譜感知主要是認知工作的第一步，主要開展頻譜檢測。它屬于認知無線電系統應用的先決條件，并對無線電系統的整體性能有著很大的影響。認知無線電技術主要是通過頻譜感知獲得了周圍無線環境用戶的頻譜質量以及頻譜空洞等信息。然后再調整其傳輸頻率、傳輸功率和調制模式，以此來達到頻譜利用效率的最大化。
（2）頻譜共享層面介紹
頻譜共享主要是采用多個無線通信系統在不互相干擾的情況下完成一個頻段的通信，在空間、時間上對頻帶進行調度，進而使得頻譜的效率最大化。認知無線電系統存在的前提是認知用戶不能夠對授權的用戶和其他用戶進行正常的通信干擾。目前的OFDM技術以其出色抗多徑衰落、傳輸速率、子載波配置方式受到很大的關注。
（3）頻譜管理
頻譜管理涉及的認知環節很廣，其主要包含了頻譜決策、頻譜感知、頻譜遷移以及頻譜共享。其中頻譜決策主要是通過頻譜感知、頻譜特征等基礎上進行分析，不斷通過自適應調整傳輸參數以此來為用戶提供最佳的信號頻段。
1.2基于NC-OFDM認知無線電系統
NC-OFDM的動態頻譜以NC-OFDM作為物理層，并實現動態頻譜共享系統。OFDM是一種多載波的調制技術，而且也是一種頻分復用技術，NC-OFDM是OFDM的擴展。針對OFDM進行調制，可以通過IFFT來實現，其具有靈活的子載波配置，并且根據實際情況關閉授權頻段的子載波。因此NC-OFDM技術適合認知無線電物理層技術的頻譜共享，該系統具有兩大優點，首先則是子載波的非連續性為頻譜使用提供了很高的靈活性，且通過OFDM子載波的正交性可實現信道充分利用。
2認知無線電技術的設計與實現
2.1 FFT的基本原理介紹
DFT是一種非常重要的數字信號處理手段，其中OFDM在進行調制的過程中主要采用DFT來實現。隨著DFT運算的日益簡單，目前在科學計算領域對于FFT的使用將大幅度的推動近年來的信號處理技術進展。設：長度為N的有限序列x（n）的DFT，則可以得出：
X（k）=DFT[x（n）]= 其中k=0，1，2，…，N-1
經DFT轉化之后可得出（IDFT）：
x（n）=IDFT[x（k）]= 其中n=0，1，2，3，…，N-1。
FFT在進行計算的時候，要將DFT的序列不斷進行分斷，分為幾個小序列的組合，并且利用WnkN的對稱性和周期性，以此來減少對DFT的運算次數。
2.2認知無線電技術的實現
經過對FFT的算法以及結構進行研究，針對FPGA的資源進行分析之后，采用遞歸結構方法可以實現認知無線電技術系統構建，從結構中可以看出蝶形單元為運算單元，每個蝶形運算單元根據遞歸方式進行計算，使得蝶形單元會一直處于忙碌狀態。控制單元為其他模塊產生控制信號，可以確保系統正確的工作。其中雙RAM用于同址運算口，可以有效地節約空儲存的空間。
3結束語
隨著對無線電技術的研究不斷深入，不斷開辟新的無線技術檢測方法，實現了對頻譜傳輸速度的提升，為實現頻譜共享創造了條件。本文主要針對認知無線電通信系統進行研究，從認知技術通信進行技術介紹、然后對認知無線電設計與實現進行了詳細研究，最后在實現階段完成了在計算上實現對FFT與DFT之間的換算，希望通過本次研究為認知無線電系統通信相關研究者提供建議。
參考文獻
[1] 褚紅發.多天線移動通信系統預編碼及其相關技術的研究[D].北京郵電大學，2012.
[2] 李紹勝.軍用認知無線通信系統中的關鍵技術研究[D].北京郵電大學，2011.
第9篇：無線電基本原理范文
關鍵詞：散射 散射通信 自適應選頻技術 自適應均衡技術
中圖分類號：TN25 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2013）08-0023-01
散射是指無線傳輸中的范疇，具體是指利用對流層及電離層中的不均勻性對電磁波產生的散射作用而進行的超視距通信。在中海油日益壯大的勘探開發規模下，對于實現深海遠洋的鉆井平臺通訊，如何做到數據的高速高效傳輸顯得尤為重要。無線通信技術以前所未有的勢頭快速向前發展。隨著移動多媒體傳輸對頻譜高效通信方式需求量的逐步增加，通訊界又把視線集中放在研究自適應技術上。自適應選頻技術與自適應均衡技術由于各自具有獨特的優勢而得到了廣泛的發展與運用。所有這些技術都是為了給人類提供一個方便快捷安全的信息流通環境。
1 散射自適應選頻技術運行的基本原理
散射自適應選頻技術運行的基本原理具體是指在通信過程中發送方確定信息傳輸的最佳頻率。而如何確認最佳頻率，具體操作是發送信號方對信道中的可用的多個工作頻率的周期性進行探測同時結合接收方對探測信號的回應來確定傳輸消耗最低的那個頻率即為最佳頻率。最佳頻率可以認為是當前的通信頻率。如果系統在被選定頻率上通信時間持續小于信道中的不變區間時，自適應選頻技術就發揮作用，他會利用選擇式分集合并產生的效果進行詳細描述。因為散射通信設備中采用的自適應選頻技術可以在傳輸信號損耗最低的頻率上發射全部功率，因此相比與其他分集方式，自適應選頻在功率利用率上具有高利用率的優點，進而能在衰落信號通道中獲得比較良好的誤碼性能。
2 散射自適應均衡技術運行的基本原理
自適應均衡技術的運行主要依靠自適應均衡器，自適應均衡的結構既可以是橫向結構也可以是格形結構，主要都是由若干級的延遲線組成的。一般情況下，我們最常利用的均衡器是屬于線性橫向結構的均衡器。此種均衡器的傳遞函數可以用延遲符號來表示。再實際生活中，平臺的費用、功耗與無線傳播特性等等因素都會影響均衡器結構與其算法的選擇。實際操作中最簡單的均衡器的傳遞函數是多項式的，比如在便攜式的無線電話的運用中，如果想延長用戶的通話時間，就需要了解用戶單元電池的使用時間。HR型均衡器會存在不穩定的問題，所以很少會被使用。要想使均衡器得到廣泛的運用，只有通過改進均衡器的鏈路性能來降低消耗費用方可達到。
3 新型高效分集方式的自適應選頻技術
散射通信系統中的自適應選頻技術的基本工作流程如圖1。由于自適應選頻技術在遇到信道平坦衰落時會引起性能降低的問題，所以為了避免這種問題以及使每分集支路門限較少，我們提出基于空間分集的自適應選頻技術。這種技術是指有機地聯系起空間分集與自適應選頻形成一種復合的分集方式，特點是具有新穎性和高效性。它可以比單獨使用自適應選頻體制產生更加更好的分集效果，當然前提都是不增加系統工作寬帶。
4 自適應選頻技術、自適應均衡技術在通信設備中的應用
基于空間分集的自適應選頻技術是一種把自適應選頻技術與空間分集相聯系起來的新型高效自適應選頻技術。散射通信設備可以通過各個空間分集支路的快衰落的實際情況得出結論，自適應會把衰落過程中最小的頻率作為當前的工作頻率，進而能夠快速有效地降低信道的進一步衰落程度。自適應選頻技術一方面能夠極大提升系統功率的利用率，另一方面還可以降低每分集支路檢測信噪比。
自適應均衡技術在具體運用中有很多特點，首先能夠避免數字信號傳輸過程失真的現象，信道均衡的信號處理技術可以很好地處理由于碼間干擾引起失真的問題。另外自適應均衡器技術屬于自適應濾波技術范疇，均衡器按結構可以劃分為最大似然序列估值器、判決反饋均衡器和線性均衡器。而最常用的均衡器是前兩種，最后一種基本不會使用。寬帶無線通信系統的缺點是礙于信道多徑效應而使當前的通信系統不能提供高速數據率，他們都屬于非線性均衡器的范疇。在未來，如果自適應均衡技術得到廣泛的運用，那么它將給人類通訊事業帶來更大便捷。
5 結語
自適應技術是數字通信發展必然產生的結果，它的產生是為了解決發展過程中出現的問題。自適應均衡技術可以很好地解決無線信道中碼間干擾問題，而自適應選頻技術能夠將衰落最小的頻率作為最佳工作頻率進行信息傳輸，從而達到平滑信道的深衰落的目的。這兩種技術都能為中海油鉆采油平臺提供一個快捷安全穩定的信息流通環境。
參考文獻
