發布時間:2022-05-21 01:02:57
序言:寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁,我們為您精選了8篇的無線電技術論文樣本,期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發,請盡情閱讀。
在增強現實技術中,最關鍵也最多樣的步驟是三維注冊,不同的三維注冊實現方案將產生不同的增強現實技術的應用。三維注冊指的是通過計算機圖形學的分析過程,獲得三維空間中具體物體準確的坐標,然后根據獲得的坐標把計算機生成的虛擬物體拼接到實景空間中去,使得真實環境和虛擬物體能夠準確地無縫融合。
1.1基于圖像識別的三維注冊通過攝像頭讀取、識別真實對象后,再顯示相關的信息與圖像,例如通過識別書的封面,結合互聯網搜索技術,進而展示書的出版信息、作者信息和價格等;又例如Fitnect通過識別人體,實現虛擬服裝的試穿。該方案強調的是虛擬對象與真實對象的結合,弱化了與環境的關系,因此多用于展示與真實對象相關的信息。而難點在于該方案需要強大的圖像識別技術,要求硬件擁有強硬的計算能力,因此目前大部分基于該方案的增強現實軟件都僅針對一個類別的物品進行識別(例如圖書、人體等)。
1.2基于標識的三維注冊通過攝像頭識別一個特定的標識,進而在標識上方顯示與標識對應的信息與圖像,例如Tissot提供的虛擬試戴手表體驗,試用者需要先在手腕處佩戴印有特殊圖案的紙質“手表”(如圖1所示)。該方案優點在于虛擬對象定位非常精確且穩定,特別是在展示三維圖像時,虛擬對象可以隨著標識的移動而改變、旋轉圖像,因此能夠大幅度提高用戶體驗。而缺點在于該方案總需要用戶預先準備好標識,且通常需要用戶自行打印標識,這在一定程度上提高了用戶的使用成本。
1.3基于GPS定位的三維注冊如今大多數移動設備都具備GPS(GlobalPositioningSystem)定位功能,因此當需要展示與地理位置相關的信息和圖像時,可以獲得設備當前所在位置和虛擬對象所在位置,計算出相對的距離、方位,進而在屏幕上進行展示。該方案多用于基于地理位置的服務(LocationBasedService,LBS),例如展示某景點的歷史信息、商家的打折信息等。該方案的缺點在于所展示的虛擬對象也需要具有地理位置信息,此信息需要人員提前準備,在用戶需要顯示虛擬對象時再即時獲取,這也意味著在地點A展示的信息,用戶在地點B是無法看到的。
1.4基于相對位置的三維注冊該方案需要利用大多數移動設備具有的陀螺儀、重力感應等傳感器設備,獲取設備的旋轉數據。相較于其他三種方案,該方案可以不需要得到用戶、真實對象以及虛擬對象的位置,而直接在屏幕上展示虛擬對象,甚至可以由用戶操作來移動虛擬對象、調整大小、旋轉角度。該方案多用于展示靜態的、與環境關系較小的信息或圖像,例如一款玩家需要擊落在空中飛翔的敵方戰機的增強現實游戲;雪佛蘭(Chevrolet)公司2013年初推出一款名為“雪拼季”的APP,用戶可以在APP中抓取虛擬的彩色雪花,當集滿6款不同顏色的雪花后就有一次贏取雪佛蘭科邁羅CAMARO(大黃蜂)的機會,此APP所使用的就是基于相對位置的三維注冊方案。總之,無論采用何種三維注冊方案,共同的目標都是真實。為了更為真實的呈現效果,虛擬對象和真實場景需要完美的貼合,應當處理好虛擬對象的大小、相互重疊、景深等,考慮環境對虛擬對象的光照、陰影并且減少當真實對象或移動設備移動、抖動時造成的虛擬對象變化的延遲[3]。
2、增強現實在電子商務領域的應用
增強現實技術的最終目的是為了展示信息,因此可以廣泛應用于旅游、教育、醫療、建筑、娛樂等多個領域。正因為它能實現虛擬與真實的結合,因此能夠為用戶提供實用的、獨特的視覺感受和用戶體驗,這樣的特性能夠為傳統電子商務錦上添花,提供更為真實的商品展示和購物體驗。
2.1商品試穿、試戴和試用在網絡上夠買衣服、鞋帽、首飾等商品,用戶往往想了解這些商品的上身效果,并且通過效果來決定衣物的尺寸,而目前的電子商務很少有提供用戶在家就能試穿、試用衣物的功能,增強現實技術為這一問題帶來了解決方案。正如前文所提到的,Fitnect提供了虛擬衣物的試穿功能,國內的京東網也表示將于2014年在移動客戶端實現基于增強現實的試穿功能。在實際生活中,客戶通過一些尺寸較大的等身高的鏡子實現衣物的試穿,而客戶家中通常不會備有等身高的屏幕,因此目前還無法達到最佳的衣物虛擬試穿的用戶體驗。而小物件、與用戶人體無關的物件的試用,則可以通過增強現實技術輕松實現,例如前文所提到的Tissot手表的試戴,又如珠寶首飾、發型、紋身等。USPS的PriorityMail采用增強現實技術,讓用戶打印標識,進而可以方便地根據郵寄物品的大小選擇所需要的盒子;IKEA的移動客戶端IKEANow實現了家具等裝飾品和家居用品的預覽(如圖2所示)。
2.2LBS電子商務由于有著共同的地理位置信息特性,基于GPS三維注冊實現的增強現實讓LBS電子商務有了新的發展方向,該方向多為一些基于增強現實的移動客戶端應用,為用戶在導航、購物、點評、社交、旅游等方面提供服務。Yelp是美國最大的點評網站,在它的移動客戶端中提供了基于增強現實的點評展示功能(如圖3所示)。通過這款APP,用戶可以直接看到某家商店所在的位置、食客對某家餐廳的評價。類似的APP還包括Layer、NokiaCityLens等等。同時LBS社交也可以基于增強現實技術而發展,甚至LBS社交信息和LBS電子商務信息可以同時展示,Wikitude便是這樣一款APP,它提供了諸多的頻道,通過增強現實技術展示來自各個平臺的LBS信息。
2.3商業營銷增強現實技術非常適合用來開發游戲,因此為商家們提供了一系列新的營銷手段,在這一方面需要商家營銷團隊提供獨特創意的支持。2012年,別克品牌為了推廣新車,推出了一款增強現實游戲APP。在游戲開始時,參與者將虛擬汽車藏匿在城市的一個角落,如果其他用戶發現,則可以將汽車“據為己有”,并在180秒內重新藏匿汽車,單次成功藏車時間最長的參與者將獲得一輛真正汽車。在2013年雪佛蘭推出的“雪拼季”APP中(如圖4所示),除了可以用一套彩色雪花換取一次抽取大黃蜂的機會外,每抓1片彩色雪花,即可根據相關優惠政策抵扣1000元購車現金,并可用于雪佛蘭的所有國產車型,不同車型享有不同抵扣額度,最高可抵扣10000元購車現金,這項活動在一定程度上增加了雪佛蘭汽車在當時的銷量。日本電通集團(DentsuGroup)的iButterfly是一款純營銷應用,用戶可以發現并捕捉各色“蝴蝶”,蝴蝶身上包含商家活動、優惠券、免費試用等營銷信息(如圖5所示),從而通過游戲成功地實現了商業營銷。
3、增強現實技術前景
1895年5月7日俄國物理學家波波夫已“金屬屑與電振蕩的關系”的論文向全世界宣布無線電通信技術的誕生,并當眾展示了他發明的無線電接收機,那天俄國當局定為“無線電發明日”。
1896年3月24日,波波夫將無線電通信的通信距離延長到250米,做了用無線電傳送莫爾斯電碼的表演為無線電通信技術拉開新的序幕。
1898年,年輕的意大利青年馬可尼利用游艇證明了他的無線電電報能夠在20英里的海面暢通無阻地通信,第一次實際性地使用無線電通信技術。
1901年,他在相隔2700公里英國和紐芬蘭島之間成功地進行了跨越大西洋的遠距離無線電通信,從此人類進入無線電波進行遠距離通信的新時代。
隨后,無線電通信技術如雨后春筍其涌現出來。直到1946年,美國人羅斯.威瑪和日本人八本教授利用高靈敏度攝像管家用電視機接收天線問題,從此超短波轉播站一些國家相繼建立了,無線電通信技術迅速普及開來[2]。
隨著電子技術的高速發展,信息超遠控制技術為滿足遙控、遙測和遙感技術的需要,于人們生產與生活中被廣泛使用;后來微電子技術也推動了電子計算機的更新換代,使電子計算機信息處理功能大大增加,日益成為信息處理最重要和必不可少的工具。
信息技術是以微電子和光電技術為基礎,以計算機和通信技術為支撐,以信息處理技術為主題的技術系統的總稱,是一門綜合性的技術。今天的信息化時代,就是電子計算機和通信技術緊密結合的標志。
無線電通信技術發展到今日,擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產等各個領域都對其都有空前的需求。雖然無線電通信技術優點雖然卓越,但其缺點至今給技術的發展帶來很大的障礙,都是我們亟須解決的難題。
2無線電通信技術的特點
近些年無線電通信技術領域引入無線接入技術,是迅速發展起來的新技術領域,不需要傳輸媒質,部分接入網甚至入網的全部皆可直接采用無線傳播手段代替,無論是概念上還是技術含量上都產生了一個重大的飛躍,實現了降低成本、提高靈活性和擴展傳輸距離的目的。其特點喜憂參半,優點主要體現在傳輸線路線、通信方式等方面,我們可以總結如下:
不受時空限制。大多數情況下,人們對通信運用的時間、地點、容量需求無法預知,而無線電通信不受時空限制的優點能夠采取靈活多樣的手段和方法,確保通信聯絡綜合高效,語音、數據、圖像的綜合傳輸暢通無阻,隨著近年來國內各個經濟領域和國際經濟的來往,無線電通信技術不受時空限制方法為其打開方便之門,尤其通信與網絡的連接,通信技術踏上新的臺階。
具備高度的機動性及可用性。無線電通信技術傳輸數字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性,尤其在軍事構建地域通信網方面起到很大的作用。
可靠性高。無線電通信比起有線通信的一個卓越優點在抵抗水淹、臺風、地震等方面有較大的可靠性,一般情況下除非信號干擾都能保持通信的暢通,這也是無線架輸的最大特點。
無線電通信技術雖然解決了架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等的難題,但其信號容易受到干擾、影響,還有容易被截獲造成了該項技術的保密性極差。無線電通信技術的缺點幾百年來都是讓人頭疼的問題,目前全球化經濟愈演愈熱,其信號的穩定性與安全性上升為經濟領域里關注的焦點,因此,無線電通信技術的通信方法拓新成為其發展的新話題。
3無線電通信技術之通信方法的拓新
21世紀無線電通信技術正處在關鍵的轉折時期,尤其最近幾十年最為活躍。信息化的飛速發展和IP技術的興起,欲求無線電通信技術適應未來社會生產和生活的需求。務必在通信方法上進行一系列的拓新。針對以上無線電通信技術的缺陷,筆者認為,我們可以從通信技術、信息技術、網絡技術、藍牙技術、軟件技術等方面進行嘗試,主要可總結一下八點:
3.1采用了數字通信技術
提高系統頻譜資源的利用率,維持信號上的穩定,避免通信信號收到干擾,增大了系統通信容量,提供話音、圖像和數據等多種通信服務,確保用戶信息安全保密。
3.2推廣通信信息技術寬帶化的發展
信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網絡的發展起到關鍵的推進作用[3],尤其近年來世界范圍內全面展開,無線通信技術正朝著無線接入寬帶化的方向演進,這個方向對無線電通信信號源穩定來說的確非常之重要。
3.3推廣個人信息化技術
個人信息化在全球個人通信已經有著不爭的發展趨勢。個人信息話,能夠有效地減低傳輸路線的信息量堵塞,大幅度提高通信的傳播速度。
3.4拓新接入網絡的樣式
技術上融合實現固定和其他通信等不同業務,在無線應用協議(WAP)的出現以后,無線數據業務的開展得到大幅度的推動,促進了信息網絡傳送多種業務信息的發展。隨著市場競爭的需要,傳統的電信網絡與新興的計算機網絡融合,尤其具備開發潛力接入網部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環路入等不同的接入設備,滿足了生活與生產地各種通信需求。
3.5過渡電路交換網絡
關于過渡電路交換網絡,IP網絡無疑是核心關鍵技術,是最合適的選擇對象,處理數據的能力電路交換網絡大大提升,這一點對保持通信暢通方面解決了信號容易受到干擾的難題。
3.6使用Bluetooth技術作為信號傳感器
Bluetooth技術具有更高的安全性和適用性,利用藍牙做出來的傳感器隨時反映出用戶所需要的信號方向,一旦連接到Internet上的話,即可以實現更具備高度的機動性及可用性。
3.7推廣軟件無線電
軟件無線電通信偵察與對抗方面世人矚目,但它僅限于軍事通信領域,如果能夠推廣到市場,對于無線電通信技術的通信內容保密性來說將是一大跨步的改革創新。
3.8提高無線通信網絡可持續性
無線電通信技術的網絡設備如果沒有良好的配置和網絡部署,一旦受到安全威脅,其后果不堪設想。因此,無線電通信技術通信方法的拓新我們與必要提高網絡設備性能、優化設備配置、冗余備份等等手段來保證網絡的可靠性[4]。
結束語
回顧無線通信的發展歷程,無線電通信技術的傳輸路線、傳輸距離、通信靈活性、信號穩定性、保密性等方面的需求將愈來愈突出。通信方法新技術的拓新將有愈來愈廣闊的活動舞臺及光明的發展前景。鑒于市場對經濟的推進作用,盡管我國的無線電通信技術發展速度飛快,但面對我國12億人口的通信需求,無線電通信技術普及率低的問題,面對我國12億人口,網絡規模和容量方面就變得蒼白無力了。同時,無線電通信技術愈來愈激烈競爭局面促使各無線電通信運營企業積極拓新新的技術涵蓋面,提升自身的營業水平,為市場提供豐更加富的選擇,滿足用戶各個方面、各個層次的需求。因此,在無線電通信技術通信方法應用開發的發展潛力無窮,這要求我們積極加快無線領域的科技進步,為無線電通信技術創新出謀劃策,為全球信息化及經濟全球化的通信事業貢獻力量。
參考文獻
[1]《信號與系統(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.
[2]《數字與模擬通信系統》LeonW.Couch,II電子工業出版社.
[3]《現代通信原理》曹志剛清華大學出版社.
[4]《無線局域網的安全性及其攻擊方法研究》李雄偉,趙彥然;2005年.
[論文摘要]隨著現代科學技術的飛速發展,構建完善堅強可靠的電力通信網,顯得越來越重要。文章結合電力通信的特點和需求及無線新技術的特性,分析無線通信技術在電網通信中的應用前景。
一、概述
電力通信網是為了保證電力系統的安全穩定運行應運而生的。它同電力系統的安全穩定控制系統、調度自動化系統被人們合稱為電力系統安全穩定運行的三大支柱。我國的電力通信網經過幾十年風風雨雨的建設,已經初具規模,通過衛星、微波、載波、光纜等多種通信手段構建而成為立體交叉通信網。隨著無線通信技術的發展,無線通信系統的特性發生巨大的變化。鑒于采用無線通信網不依賴于電網網架,且抗自然災害能力較強,同時具有帶寬大、傳輸距離遠、非視距傳輸等優點,非常適合彌補目前通信方式的單一化、覆蓋面不全的缺陷。本文簡單介紹一下無線通信傳輸體制的應用特點和優缺點,并分析其在電力系統的應用前景。
二、無線技術介紹
(一)無線通信技術的概念
目前,無線通信及其應用已成為當今信息科學技術最活躍的研究領域之一。其一般由無線基站、無線終端及應用管理服務器等組成。
(二)無線通信技術的發展現狀
無線通信技術按照傳輸距離大致可以分為以下四種技術,即基于IEEE802.15的無線個域網(WPAN)、基于IEEE802.11的無線局域網(WLAN)、基于IEEE802.16的無線城域網(WMAN)及基于IEEE802.20的無線廣域網(WWAN)。
總的來說,長距離無線接入技術的代表為:GSM、GPRS、3G;短距離無線接入技術的代表則包括:WLAN、UWB等。按照移動性又可以分為移動接入和固定接入。其中固定無線接入技術主要有:3.5GHz無線接入(MMDS)、本地多點分配業務(LMDS)、802.16d;移動無線接入技術主要包括:基于802.15的WPAN、基于802.11的WLAN、基于802.16e的WiMAX、基于802.20的WWAN。按照帶寬則又可分為窄帶無線接入和寬帶無線接入。其中寬帶無線接入技術的代表有3G、LMDS、WiMAX;窄帶無線接入技術的代表有第一代和第二代蜂窩移動通信系統。
1.主流無線通信技術
從技術發展的趨勢可以看出,以OFDM+MIMO為核心的無線通信技術將成為未來無線通信發展的主流方向。而目前基于該技術的無線通信技術主要有:B3G、WiMAX、WiFi、WMN等4種技術。
2.其他無線通信技術
除了上述主流的無線通信技術外,目前已存在的無線通信技術還包括:IrDA、Bluetooth、RFID、UWB、集群通信等短距離通信技術及LMDS、MMDS、點對點微波、衛星通信等長距離通信技術。
(1)IrDA:InfraredDataAssociation,是點對點的數據傳輸協議,通信距離一般在0~1m之間,傳輸速率最快可達16Mbps,通信介質為波長900納米左右的近紅外線。
(2)Bluetooth:Bluetooth工作在全球開放的2.4GHzISM頻段,使用跳頻頻譜擴展技術,通信介質為2.402GHz到2.480GHz的電磁波。
(3)RFID:RadioFrequencyIdentification,即射頻識別,俗稱電子標簽。它是一種非接觸式的自動識別技術,通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據。RFID由標簽、解讀器和天線三個基本要素組成。
(4)UWB:UltraWideband,即超寬帶技術。UWB通信又被稱為是無載波的基帶通信,幾乎是全數字通信系統,所需要的射頻和微波器件很少,因此可以減小系統的復雜性,降低成本。
三、無線技術優劣分析
(一)WLAN技術分析
Wi-Fi的技術和產品已經相當成熟,而且大批量生產。該技術適用于無線局域網,作為有線網絡的延伸,對于特殊地點寬帶應用,盡管Wi-Fi技術應用非常廣泛,但是它依然在安全性上存在一定的安全隱患,Wi-Fi采用的是射頻(RF)技術,通過空氣發送和接收數據。由于無線網絡使用無線電波傳輸數據信號,所以非常容易受到來自外界的攻擊,黑客可以比較輕易地在電波的覆蓋范圍內盜取數據甚至進入未受保護的公司內部局域網。
(二)WiMax技術分析
WiMax是一個先進的技術,推出相對較晚,存在頻率復用性小、利用率低的問題,但由于最近才完成標準化,該技術的大規模推廣還需要實踐考驗。從應用前景看,該技術可以在較大范圍內滿足上網要求,覆蓋可以包括室外和室內,可以進行大面積的信號覆蓋,甚至只要少數基站就可以實現全城覆蓋。WiMax由于其技術的先進性和超遠的傳輸距離,一直被業界看好,是未來移動技術的發展方向,并提供優良的最后一公里網絡接入服務。
(三)WMN技術分析
WMN是正在研究中的技術,在研究中不斷地在不同方面結合各種技術的特點進行融合,而且暫時沒有一個成熟的產品系列來支持該技術的大規模應用。從應用前景看,WMN這一新興網絡不僅在無線寬帶接入中有著廣闊的應用空間,在其他方面如結合數據、圖像采集模塊可以對目標對象進行監控或數據采集,并廣泛應用到環境檢測、工業、交通等領域。隨著其他技術的不斷更新完善,WMN更好地與之相融合、互補,從而能夠揚長避短,發揮出各自的優勢。
(四)3G技術分析
3G于1996年提出標準,2000年完成包括上層協議在內的完整標準的制訂工作。3G網絡部署已具備相當的實踐經驗,有一成套建網的理論,包括對網絡的鏈路預算、傳播模型預算以及計算機仿真等。從商用前景看,目前,3G在部分地區已得到大規模的商業應用,比如歐洲很多國家、日本、韓國等都已經建設了3G的網絡。3G技術已經進入可以實用的階段,還有很多國家和地區正在建設或將要建設3G網絡。
(五)LMDS技術分析
本地多點分布業務系統LMDS是一種提供點對多點通信的固定寬帶無線接入技術,其工作頻率在20GHZ以上,利用毫米波傳輸,可在一定的范圍內提供數字雙工語音、數據、因特網和視頻業務,是一種非常好的寬帶固定無線接入解決方案。在最優情況下,距離可達8公里;但是由于受降雨的原因,距離通常限于1.5公里。
其主要工作原理是通過扇區或基站設備將ATM骨干網基帶信息調制為射頻信號發射出去,在其覆蓋區域內的許多用戶端設備接收并將射頻信號還原為ATM基帶信號,在無需為每個用戶專門鋪設光纖或銅纜情況下,實現數據雙向對稱高帶寬無線傳輸。
(六)MMDS技術分析
MMDS的主要缺點是有阻塞問題且信號質量易受天氣變化的影響,可用頻帶亦不夠寬,最多不超過200MHz。其次,MMDS對傳輸路徑要求非常嚴格。由于MMDS采用的調制技術主要是相移鍵控PSK(包括BPSK、DQPSK、QPSK等)和正交幅度調制QAM調制技術,無法做到非視距傳輸,在目前復雜的城市環境下難以推廣應用。另外,MMDS沒有統一的國際標準,各廠家的設備存在兼容性問題。
(七)集群通信技術分析
數字集群系統具有很多優點,它的頻譜利用率有很大提高,可進一步提高集群系統的用戶容量;它提高了信號抗信道衰落的能力,使無線傳輸質量變好;由于使用了發展成熟的數字加密理論和實用技術,所以對數字系統來說,保密性也有很大改善。
數字集群移動通信系統可提供多業務服務,也就是說除數字語音信號外,還可以傳輸用戶數字、圖像信息等。由于網內傳輸的是統一的數字信號,因此極大地提高了集群網的服務功能。
(八)點對點微波通信技術分析
微波傳輸的優勢主要體現在以下幾個方面:第一,可以降低運營商的運營成本。與租用線路相比,微波系統的投資只要一年左右即可收回。第二,微波傳輸系統部署簡潔快速。與傳統的傳輸手段相比,其快速部署的優勢可以更快地滿足新業務發展的需要。第三,目前的微波產品對未來的發展是有保障的,對于運營商的新業務和新需求都可以給予很好的支撐。未來,微波傳輸系統將升級到全IP的平臺之上,可以全面支持運營商未來的發展。
(九)衛星通信技術分析
利用衛星在有些人口不很密集的地區來配合陸地通信。在這些地區散布著范圍較廣但不密集的用戶,可以利用衛星作為用戶連至固定有線網的接入設施。在陸地通信網已經構成寬帶多媒體通信網的環境下,利用衛星建成寬帶衛星接入系統是比較好而切合實際的方案,經濟又可靠。
但是衛星通信畢竟是采用衛星作為通信平臺,其地面站的建設、通信信道租用費用都需要花費大量資金,而且通信資源為衛星通信公司所有,受其帶寬的限制,使得大量數據的傳輸需要付出非常大的代價。因此,作為日常生產、生活使用是極為不經濟的;而將衛星通信作為應急通信、作戰通信、海外通信等則比較適合。
四、無線技術綜合比較
目前無線通信領域各種技術的互補性日趨鮮明。這主要表現在不同的接入技術具有不同的覆蓋范圍、不同的適用區域、不同的技術特點、不同的接入速率。3G可解決廣域無縫覆蓋和強漫游的移動性需求,WLAN可解決中距離的較高速數據接入,而UWB可實現近距離的超高速無線接入。
首先,從標準化程度上看,本報告所涉及的技術中,僅僅WMN技術沒有成熟的標準體系,LMDS、MMDS、集群通信均有多種標準,只是沒有統一的國際標準,其余的技術均已經完成標準化工作,并且都進行了試驗網建設和商業網建設。
從頻率上看,Wi-Fi技術、WMN均使用的是開放頻段,WiMax技術、3G技術等其他技術使用的是授權頻段。
從覆蓋范圍上看,Wi-Fi技術、WMN技術屬于局域網無線接入技術,僅覆蓋35m~100m;WiMax技術、3G技術、LMDS技術、MMDS技術、集群通信屬于城域網接入技術,覆蓋范圍在1km~54km不等,而衛星通信、點對點微波則屬于廣域網技術,通常用于通信主干組網建設。
從傳輸速率上看,點對點微波和衛星通信屬于干線傳輸技術,不同的情況速率變化較大,而其余的技術均為接入技術,僅僅是3G技術接入速率最小,僅為384k,而其余技術均為幾十M甚至上百M的速率。
從調制技術上看,其中WiFi技術、WiMax技術、WMN、3G技術均采用最新的調制技術OFDM,其余的技術均未采用OFDM調制技術。
從天線技術上看,僅僅3G和WiMax技術采用了MIMO技術,而其他技術均未采用MIMO技術;從傳輸環境上看,僅僅WiMax技術和3G技術支持非視距傳輸,其余技術均要求視距傳輸環境;從網絡安全和QoS機制上看,WiMax技術和3G技術在這方面做得比較優秀、完善,其余的均存在較大的問題。
關鍵詞:認知無線電;軟件通信體系結構;認知引擎;戰術電臺
中圖分類號:TN924 文獻標志碼:A DOI:
Research of Cognitive Radio Architecture
Zhang Jian-feng
(Communication Engineering,Hangzhou Dianzi University,310018)
Abstract: This paper first expounds the basic theory and concept of Cognitive Radio(CR),reviews the development course of Cognitive Radio,introduces the status of researching for Cognitive Radio.Then concisely analyzes the application prospect for demand of battlefield communication.At last,suggests a kind of architecture of Cognitive Radio,provides it's software and hardware construction,briefly explains the function of each part.
Key words: Cognitive Radio;SCA;Cognitive Engine;Tactical Radio
0 引 言
隨著信息技術的不斷發展,軍事、民用、商業對通信要求也在不斷提高,新的通信設備和通信手段不斷出現,而目前采用的主要還是基于授權的靜態頻帶分配的方法,這就使得常用的無線頻帶越來越擁擠,頻譜資源已經成為一種緊缺資源。而過于擁擠的通信頻帶,帶來的就是設備通信能力的直線下降。因此,如何解決因頻帶擁擠帶來的通信能力下降的問題,已經成為一種迫在眉睫的需求。
認知無線電技術(Cognitive Radio,CR)[1]是解決上述問題的有效方法之一,它是一種新的智能無線通信技術,通過感知周圍環境的頻率、時間和空間等特征,對環境、信道條件、網絡協議、用戶需求以及設備本身的內部情況進行推理,根據推理結果實時調整傳輸參數,以保證信息的可靠快速傳輸。
本文結合認知無線電的技術特點以及戰場通信的實際需求,給出了一種基于認知無線電技術的戰術電臺架構,對其軟硬件組成及功能做了簡要分析。
1 認知無線電技術的概念及發展
上世紀90年代早期,J.Mitola提出了軟件無線電(Software DefinedRadios,SDR)的概念。軟件無線電的核心思想是在盡可能靠近天線的地方使用寬帶A/D和D/A變換器,將盡可能多的無線電臺的功能用軟件定義。它的出現使通信終端大大減小對硬件的要求,可以使相同的終端在不同的通信系統中使用。在2000年的論文中,Mitola將軟件無線電的概念進一步拓展,提出了認知無線電(CR)的概念。認知無線電可以感知周圍電磁環境,并實時調整傳輸參數,使通信系統的無線電參數不僅與規則相適應,而且能與環境相匹配,以達到無論何時何地都能達到通信系統的高可靠性和頻譜利用的高效性。也就是說,SDR關注的是采用軟件方式實現無線電系統信號的處理;而CR強調的是無線系統能夠感知操作環境的變化,并據此調整系統工作參數,實現最佳適配。從這個意義上講,CR是更高層的概念,不僅包括信號處理,還包括根據相應的任務、政策、規則和目標進行推理和規劃的高層活動。所以,認知無線電是智能化的軟件無線電[2]。
此后,不同的機構和學者從不同的角度給出了CR的定義,其中比較有代表性的包括美國聯邦通信委員會(FCC)和著名學者Simon Haykin教授的定義。FCC認為:“CR是能夠基于對其工作環境的交互改變發射機參數的無線電”。Simon Haykin則從信號處理的角度出發,認為:“CR是一個智能無線通信系統。它能夠感知外界環境,并使用人工智能技術從環境中學習,通過實時改變某些操作參數(比如傳輸功率、載波頻率和調制技術等),使其內部狀態適應接收到的無線信號的統計性變化,以達到以下目的:任何時間任何地點的高度可靠通信;對頻譜資源的有效利用。”
總結上述定義,CR應該具備以下3個主要特征:
(1)感知能力
感知能力使CR能夠感知其外部頻譜環境信息,發現空閑的頻譜資源或干擾信號,尋找合適的信道,這是CR工作的前提。
(2)推理和學習能力
推理和學習能力使CR能夠根據感知到的外界電磁環境和自身的狀況,同時結合過往的工作數據,得出當前的最佳通信參數的能力,這是CR工作的核心。
(2)重構能力
重構能力使得CR設備可以推理結果對設備的各種參數進行重設置的能力。可以重構的參數包括:頻率、發射功率、調制和編碼方式、通信協議等。
一個常見的CR設備工作流程如圖1所示:
如圖1所示,CR設備的工作過程一般分為以下三個階段:
1)感知階段:認知設備感知外界的電磁頻譜環境;
2)決策階段:根據感知到的外界電磁環境和已有的知識經驗,經過詳細的運算推理過程,得出最適合當前環境的通信參數;
3)重構階段:根據決策結果對認知設備進行參數加載或配置,完成通信過程。
感知、決策、重構這三個階段不斷的循環,構成了CR設備工作的全過程。
認知無線電的概念提出以后,眾多國家和國際組織都對其投入了巨大的研究精力,其中以美國和歐盟的研究最具代表性。美國的研究以認知無線電為主,歐盟則從異構網絡融合入手,并正朝著認知無線網絡方向發展。代表性的研究工作有:
1)2003年12月,美國聯邦通信委員會(FCC)對《FCC規則第15章》公布了修正案,規定:“只要具備認知無線電功能,即使是其用途未獲許可的無線終端,也能使用需要無線許可的現有無線頻帶”。并且將認知無線電的使用在5G頻段合法化,同時FCC正在考慮是否在TV頻段也將認知無線電合法化。
2)美國電氣和電子工程師協會(IEEE)于2004年11月正式成立IEEE802.22工作組,這是第一個世界范圍的基于認知無線電技術的空中接口標準化組織。
3)2005年3月,IEEE通信協會(ComSoc)和電磁兼容協會(EMC)共同成立了IEEE P1900標準工作組,該機構致力于推進與下一代無線通信技術和高級頻譜管理技術相關的電磁兼容研究。
4)IEEE JSAC于2007年4月和2008年1月,IEEE Comm Mag于2007年5月和2008年4月,IEEE J-STPTP 于2008年2月分別出版了關于認知無線電的專輯。
5)2008年2月,歐盟啟動的FP7(歐盟第七框架計劃)又加大了對下一代無線網絡研究的力度,力圖在網絡融合的基礎上進一步向認知無線網絡發展。
2 認知無線電技術的軍事意義
除了民用方面的研究,認知無線電技術還被發現有更多的軍事意義。現代戰爭條件下戰場的電磁環境日益復雜,各種電磁輻射源如雷達、通信、導航、指控、電子對抗設備等數量成倍增加,覆蓋的頻譜越來越寬,多種電子設備在有限的地域內密集開設,使得頻譜資源異常緊張,電磁兼容問題越來越突出。認知無線電能夠主動的感知戰場電磁環境,并不斷的學習歸納,動態的利用頻譜資源,對信息進行智能化的傳輸,因此認知無線電技術能大大提高戰場無線通信的性能和可靠性,具體體現在通信容量、頻譜利用率、抗干擾能力等方面;同時,由于認知無線電設備能夠主動感知戰場電磁環境并對接收信號進行識別,因此可以一邊進行電磁頻譜偵察,一邊快速釋放或躲避干擾,實現傳統無線通信設備所不具備的電子對抗功能[3]。
隨著認知無線電技術與戰場環境的結合成為未來戰場通信的趨勢,越來越多的國家將此作為研究的焦點,但大多處于理論探索階段,只有美國DARPA(Defense Advance Research Products Agency,國防高級計劃研究局)的XG項目研究時間最長,進展最快,最為典型。從2003年開始,XG以CR技術為核心,著眼于開發認知無線電的實際標準和動態頻譜管理標準,采用軟件無線電技術來實現最大限度的時域、頻域和空間等信息的利用,并稱其論證的頻譜效率可使目前的頻譜利用率提高10~20倍。其基本思想是:設備首先“感知”周圍無線環境并確定頻譜特征,確定基本用戶的存在性并“描述”可用機會,通過對環境的理解和主動學習,遵守應用于該頻譜的管理策略,設備確定一種最佳計劃,實時調整傳輸參數比如功率、載波調制和編碼等,節點間相互通信協調使用機會,定義與應用干擾限定策略,然后以不與基本用戶發生沖突的方式發送信號,達到通信系統性能最優化的目的。
3 基于認知無線電的電臺架構
戰術電臺作為戰場通信的主要手段,對通信的實時性、可靠性、抗干擾能力有著更高的要求,而認知無線電的技術特點則決定了認知無線電技術必將在戰術電臺上得到廣泛應用。因此,采用一種什么架構來設計電臺,將認知無線電技術和戰術電臺的通信功能完美結合就變得十分重要。
由認知無線電的概念可知,認知無線電是智能化的軟件無線電,具有軟件無線電的所有特征。提到軟件無線電,就不能不提到軟件通信體系結構(SCA)[4]。SCA是實現軍用軟件無線電臺設計的一個有效規范和指導,是美軍針對下一代戰術無線通信系統的研制而的通用規范,它對多種類型軍用無線電臺的軟硬件體系結構進行了定義。基于SCA的戰術無線電臺具有通用性強、便于更新、便于維護和升級的特點,并且能夠實現不同軍兵種不同系列電臺之問的互連、互通和互操作。目前,美軍已了多個版本的SCA規范(最新版本是SCA 2.2.2),研制并裝備了多種基于SCA的無線電臺。近年來,我軍一直在密切關注和跟蹤SCA的研究動向,并于2004年實施了適合我軍特點的相關國軍標,用來指導我軍下一代戰術無線電臺的研制和開發。因此,綜合考慮認知無線電和SCA的特點,同時結合戰術電臺的使用需求,參考SCA規范,提出一個基于認知無線電的電臺體系架構。如圖2所示。
該體系架構中,自底向上包括硬件平臺、BSP及設備驅動、嵌入式操作系統、嵌入式CORBA中間件、硬件抽象層(MHAL)、核心框架、基礎服務、無線通信波形應用、頻譜感知波形、認知引擎等若干部分。
硬件平臺是實現通信功能和認知功能的基礎,由射頻模塊、數字信號處理模塊、主控模塊等組成。
BSP、設備驅動、嵌入式操作系統、嵌入式CORBA中間件、硬件抽象層、核心框架共同構成一個通用開放的SCA軟件平臺。
基礎服務軟件為用戶提供通用、組件化的共,包括故障檢測、資源監控、信息輸入、時間服務等。
無線通信波形應用是由一組實現通信功能的波形組件構成的應用軟件,一種無線通信波形應用代表一種通信功能的實現。具備認知功能的電臺可以根據認知結果選擇最佳的波形和參數進行通信。
頻譜感知波形完成頻譜感知功能所需的信號處理工作,得到的感知結果是認知引擎工作的依據。電臺可以根據時間、空間、頻率等實際情況運行不同側重的頻譜感知波形以獲取最佳的感知結果。
認知引擎是在軟件無線電平臺上實現基于人工智能技術的推理與學習,實現并驅動整個認知環路,實現認知功能的核心部件。通常,認知引擎由推理機、學習機、知識庫等功能模塊組成。可以說,認知引擎是CR的“大腦”。
由圖 2所示的電臺體系架構可知,基于認知無線電的電臺在硬件上通常由以下模塊組成:
1)實現通信功能的射頻模塊;
2)實現頻譜感知功能的射頻模塊;
3)運行通信和頻譜感知波形的數字信號處理模塊;
4)運行認知引擎、完成對各模塊運行管理的主控模塊。
一個多通道的認知無線電臺硬件架構如圖3所示:
根據電臺使用需求的不同,可對圖 3所示的硬件架構進行裁減,但最少必須保留一個通信通道和一個認知通道。此時,數字信號處理模塊和主控模塊的功能也可以在一個硬件模塊上實現。一個典型的單通道認知無線電臺硬件架構如圖4所示。
圖中的射頻功能模塊完成通信射頻信號的處理;頻譜感知模塊根據需求完成對相應頻段的電磁環境探測;主控及數字信號處理模塊是電臺的核心,運行通信波形、認知引擎,同時負責電臺的控制管理。并且,按照圖 2所示的體系架構,在主控及數字信號處理模塊上還要運行嵌入式操作系統、核心框架、中間件、硬件抽象層等基礎軟件以滿足體系架構的要求。
4 結論
本文首先介紹了認知無線電技術的基本原理及,然后結合認知無線電技術的發展闡述了其在軍事上的用途,最后參考軟件通信體系結構(SCA)提出了一種基于認知無線電的電臺體系架構,對其軟硬件組成做了簡要分析。
認知無線電技術作為一種全新的通信技術,能有效提高通信設備的通信效能及抗干擾能力;以認知無線電設備組網,能大幅提高通信網絡的頻譜利用率及通信容量;結合世界軍事信息技術發展的特點,認知無線電技術的軍事用途更是不可低估。近年來,認知無線電技術已經受到廣泛和深入的研究,在不遠的將來,必將對現有的通信技術造成巨大的沖擊,在通信技術發展的歷史上留下深遠的影響。
參考文獻:
[1] J.Mitola,Cognitive Radio:An Integrated Agent Architecture for Software Defined Radio[D],Sweden,KTH Royal Institute of Technology,2000 .
[2] 楊小牛,從軟件無線電到認知無線電,走向終極無線電[J],中國電子科學研究院學報,2007,1:4
無線電波的發現和應用,是現代科學研究精神與西方商業文明完美結合的典范。自由探索、成果公開、專利制度、公司制等,都是其發展必不可少的條件。1862年,麥克斯韋在法拉第所著《電學實驗研究》基礎上,總結了法拉第的電學研究工作,發表了論文《論物理學的力線》,預見了電磁波的存在。1873年,他發表了經典著作《電磁學通論》,建立了完整的電磁學理論。1888年,赫茲通過實驗,證實了電磁波的存在。
然而,赫茲及之前的電學家,都是從科學研究角度來探尋電磁波的奧秘,卻未想過電磁波能為人們的生活帶來什么改變,更沒有靠這些研究賺錢致富的想法。最早發現電磁波具有經濟價值的是馬可尼,他更加關注無線電實驗的實用價值和所能滿足的實際需求。馬可尼發明了無線發報機,并找到了英國海運局等大客戶。1896年7月27日,馬可尼公開演示了無線電報,次年,他申請了無線電報專利,成立了自己的公司,推動無線電報進入實用。
但是,在1899的美國杯帆船賽上,由于馬可尼公司與美國德福雷斯特無線電報公司同時使用無線電報傳送比賽結果,產生了嚴重的干擾。同時,當時海上船只的無線電報之間也存在相互干擾的情況。因此,如何在同一地點、同一時間應用無線電報,成為亟待解決的問題。不久后,馬可尼將英國科學家洛奇在1894年發現的“諧振電路”應用在無線電報機上,改變了電磁波波長,也就是改變了頻率,大獲成功,幾臺發射機可同時發射,各用各的頻率,互不干擾。1900年4月26日,馬可尼為這一技術申請了專利,專利證是第7777號,即無線電史上著名的“四個七”專利。這一成就,不僅使馬可尼在與其他公司的競爭中獲勝,還是無線電發展史上的一個重大突破,它奠定了按頻率使用無線電波的基礎,沿用至今。
此后,技術一路領先的馬可尼公司吸引了大批競爭者,著名的有美國德福雷斯特無線電報公司和德國德律風根公司。隨著越來越多的船只安裝了無線電臺,麻煩也隨之而來。當時,無線電報使用火花裝置,它的帶寬很寬,兩個報務員通信時,100公里內的所有電臺都會受到嚴重干擾。那么,誰可以優先發報?誰又應該暫時關閉電臺停止發報?豪華郵輪上的報務員經常看不起貨船和小船上的報務員,報務員之間互不相讓,彼此干擾,無線電波中常常充滿了叫罵、誹謗的信號。這種混亂的局面,使無線電通信的效能受到嚴重影響。而且,無線電波一旦發出,任何人都可能接收得到,那么無線電波發出后,應該由誰接收也成為難題。當時,馬可尼公司就規定其報務員只能接收本公司報務員發出的無線電電報,那么,當船只海上遇險,發出的求援信號時,又該由誰來處理呢?
面對種種無線電通信號相互干擾、通信不暢的局面,已經在有線電報領域有多年經驗的國際電報聯盟倡議簽訂無線電通信公約,以促進新興的無線電業務健康發展。1903年,無線電報籌備會議在德國柏林召開,會議對國際無線電規則進行了初步的研究,并在公約草案上作了規定:“海岸無線電臺應該收發來自海上船只和指定船只的電報,不必區別該船所使用的無線電系統”。這一原則成為無線電規則的基礎。1906年,第一次國際無線電會議在德國柏林正式舉行,29個國家出席了這次會議。會議簽署了第一份完整的《國際無線電報公約》,其附件就是最早的無線電報通信規則。這些規則經過歷屆無線電人會充實和修訂,形成了當今眾所周知的《國際無線電規則》。這也奠定了無線電波應用的另一基礎:協商一致,遵守規則。
今天,隨著無線電技術發展,人類不斷推高應用無線電的頻率,所有可以應用的無線電頻率數值排列在一起,形成了無線電頻譜。由于應用無線電波必須占用一個頻率或一段頻譜,在按頻率使用的規則下,可應用的頻譜多數已經分配殆盡。時至今日,無線電頻率范圍已經擴展到3000GHz,但仍無法完全滿足各種業務對頻譜不斷增長的需求。因此,頻譜一即可用的無線電頻率,日漸成為稀缺資源,也成了制約無線電業務和無線電應用的重要因素。具有了“資源”性質。
人類認識到頻譜的資源性質花費了漫長的時間,這是因為無線電技術非常復雜,除頻率外,制約無線電業務和應用發展的,還有發射功率、接收靈敏度、調制與解調理論、電子元器件發展水平、電波傳播特性等其它因素。經過長期的研究和實踐,人們逐漸意識到,只有頻率才是應用無線電波的關鍵和首要因素。因此,1973年,國際電聯在托雷莫里諾斯公約中正式載明:“各會員國在使用無線電頻率時,必須牢記無線電頻率和靜止衛星軌道是明顯的自然資源”。
無線電頻譜資源與水、礦產等有形的自然資源不同,它是電磁波存在的諸多參數之一,是一種“虛擬”自然資源。因此,它具有獨特的屬性:首先是有限性。過去,受到技術限制,人類可以發射和接收的電波頻率是一定的,因此所能應用的頻譜是有限的;其次,是資源均等與非耗竭性。頻譜是一組數字排列.是一種虛擬資源,與實體資源不同,不存在資源豐富或匱乏的問題,也不會被消耗。只要有相應的技術裝備就可以利用:另外,電磁波還存在易污染,可復用的特點。如果同時同地應用同一頻率,將會造成干擾,除非采取一定預防措施。但如果錯開使用時間和地點,就可以使用同一頻率:同時,電磁波具有固有傳播特性。無線電波在不同的頻率傳播特性有很大差異,因此,頻譜的應用必須遵守其自然規律。并且電波傳播由于不受行政區界限制,跨行政區的傳播就需要通過協商達成一致。
凡符合規定,在我省企、事業單位,國有、民營、個體及三資企業在職在崗專業技術人員(包括港、澳、臺同胞和外籍人士,以及離、退休、離崗退養專業技術人員),符合資格申報條件,均可向所在單位提出申請,經同意后,由主管部門按規定上報有關評審材料。
二、評審專業范圍
1、電子類(無線電技術、電子工程、電磁場與微波技術、光電子技術、計算機技術、自動控制、信息工程、計算機應用);2、通信類;3、信息與電子科學類(電子學與信息系統、無線電物理學、電子學、信息科學、無線電波傳播);4、計算機科學技術類。
三、送評材料的填寫和報送要求
(一)申報人必須對照通信工程專業技術資格條件的要求提交下列材料:
1、提交申報專業技術資格前公示情況表
2、評審材料目錄1份(貼于檔案袋封面)。
3、《廣東省普通專業技術資格評審信息錄入表》1份。內容要求填寫準確,無空白格,并提交電子版。
4、《廣東省專業技術資格評審表》1份。
5、《高級專業技術資格申報人基本情況及評審登記表》一式25份,全部加蓋公章,不附件,不裝訂。
6、《專業技術人員任職期滿考核登記表》每年/1份。
7、身份證、學歷(學位)證書、與現任技術職務相應的專業技術資格證書、聘書,由申報人所在單位人事部門驗證后在復印件上注明“與原件相符”并加蓋公章。(以下簡稱“經驗證蓋章”)
8、提供參加全國職稱外語等級考試的合格證書原件、復印件或符合免試條件的提供證明,裝訂好。
9、任現職以來的主要專業工作成果、業績證明材料、鑒定證書、獎勵證書,或其它證明材料等復印件各1份(經驗證蓋章),裝訂好。
10、提交符合數量要求的論文(第一作者)、著作以及專項技術分析(論證)報告,或專項技術分析(論證)報告的原件、復印件各1份。
11、任職期間的專業技術工作總結(1500字以上字),一式5份。
12、《貼資格證相片頁》:貼大一寸近期免冠正面相片。
(二)送評材料的報送要求
1、申報人應按要求認真填寫有關表格,文字表述要清楚,提交的評審材料必須真實可靠。
2、所在單位對申請人任職以來的職業道德,思想政治表現,專業技術工作業績成果、工作表現及填報的真實可靠性出具準確客觀的評價意見(不少于150字),填入《廣東省專業技術資格評審表》和《專業技術資格申報人基本情況及評審登記表》。材料審核鑒別時必須將不符合資格條件及有爭議尚未核實的材料剔除。
3、兩個或兩人以上共同完成的發明創造、學術技術成果、專業技術項目,申報材料必須如實注明本人在其中所做的工作內容,所起的作用及排名順序。
4、對發明創造、學術技術成果以及完成的項目等的獎勵、表彰,申報材料要注明授予的部門和等級(單位應對所提交業績、成果材料、證明證書材料、論文、著作等材料認真審核,審核人簽名,蓋公章)。
5、送評材料要裝在不易破損的檔案袋內,檔案袋和資格評審表左上角要填寫清楚主管單位的名稱。
6、材料不完整、不齊全的,不予受理。
【關鍵詞】 無線電 博弈論 納什均衡
一、博弈論的概述
1.1概念
博弈論(game theory)是研究決策主體的行為發生直接相互作用時候的決策以及這種決策的均衡問題的理論[20]。也就是說,博弈論研究當一個主體,譬如說一個人或一個企業的選擇受到其他人(其他企業)的選擇的影響,而且反過來影響到其他人(其他企業)選擇時的決策問題和均衡問題。所以在這個意義上說,博弈論又稱為“對策論”。博弈論是一種使用嚴謹數學模型來解決現實中利害沖突的理論,由于沖突、合作、競爭等行為是現實中常見的現象,因此很多領域都能應用博弈論,如軍事領域、經濟領域、政治外交等。
1.2博弈論模型簡介
博弈論自產生到發展至今已形成了較成熟的理論體系,它并不是經濟學的一個分支,它是一種方法,應用范圍不僅包括經濟學,政治學、軍事、外交、國際關系、公共選擇,還有犯罪學等都涉及到博弈論。不過博弈論也具有自身的基本模型,可以對一個博弈過程用5個方面來描述,G={P,A,O,I,U}
① P(player):博弈的參與方。
② A(action):博弈方可選擇的全部行為或策略的集合
③ O(orders):博弈的次序。
④ I(information):博弈的信息。
⑤ U(utility):博弈方的收益。
以上五個方面是定義一個博弈時必須首先設定的,確定了上述五個方面就是確定了一個博弈。博弈論就是系統研究用上述方法定義的各種各樣的博弈問題,尋求各博弈方合理選擇策略的情況下博弈的解,也既是均衡。
1.3博弈論的分類
現實中各種博弈可以按照不同的辦法進行分類。根據參與人的多少,可以將博弈分為兩人博弈和多人博弈;根據參與人是否合作,可以將博弈分為合作博弈和非合作博弈;根據博弈結果的不同,又可以將博弈分為零和博弈、常和博弈和變和博弈。
1.4納什均衡
1.4.1納什均衡的定義
納什均衡(Nash Equilibrium)[20]是一種策略組合,它能夠使得每個參與者的策略都是對其他參與者策略的最優反應。“最優反應”指的是該策略帶給采用它的博弈方的利益或期望利益,大于或至少不小于其它任何策略能帶來的利益。博弈的目的,就是為了尋求這樣的一個最佳的策略組合。
1.5 一些特殊的博弈模型
1.5.1重復博弈模型
重復博弈是目前人們了解的最為透徹的一類動態博弈,參與人每一期都面對同樣的“階段博弈”或“選民博弈”,而且參與人的全部收益是每階段所得收益的加權平均。參與者基于對博弈過程的認知,例如對過去行為的了解,對未來的預期和對當前情況的觀察,在每一個階段的博弈中選擇自身的策略。這些策略可以是固定的,也可以隨其它參與者行動的改變而變化,甚至可以是自適應的。
1.5.2潛在博弈模型
潛在博弈是一般形式博弈中的一種特殊類型,存在函數u:SR當單方面的背離發生時,u的變化Δu將被反映到單方面背離博弈者的效用上。
二、在無線通信系統資源分配問題中應用博弈論的可行性分析
隨著無線通信系統的飛速發展,許多概念和技術與現有系統相比都有很大的變化。通信系統將具有智能的資源管理,采用大量動態的、分布式的、自適應式的資源管理方式。
三、基于博弈論的動態頻譜接入方法
如何利用博弈論方法對認知無線電技術的研究進行分析,其中的關鍵是如何將博弈論引入到相應算法的設計和分析中,找到算法的納什均衡點。在開始具體的算法研究之前,需要將所研究的問題抽象成博弈論問題模型。
3.1 分布式自適應頻譜接入方法
博弈論模型適用于分析認知無線電系統各用戶競爭頻譜的分布式行為,各用戶根據自己獲得的信息單獨進行決策。
射頻(RF)和微波微電子的封裝是高頻電子封裝技術的最新發展,它吸引了大量電子工程師投身于電子封裝和高頻電子領域的研究,也吸引了學術研究者了解最先進技術在商業界應用的興趣。它覆蓋了熱量管理、電氣、射頻、散熱的設計與模擬,封裝技術與加工方法以及其它相關射頻、微波封裝的領域。近10年來無線電技術取得了巨大的進展,同時高頻技術的應用方興未艾。2008年9月16-18日,國際微電子和封裝協會(IMAPS)在美國加利福尼亞洲的圣地亞哥舉辦第一屆射頻與微波封裝的高級技術專題討論會,邀請30多名業界的頂尖人士做了射頻、微波、毫米波和寬帶封裝等高級主題演講,會議取得的效應遠遠超乎預期。
該書是這次會議的論文集,共選論文12篇,每篇論文獨立成章。1.微波和毫米波頻率封裝的基本理論,介紹微波和毫米波頻率的基本設計、交換性能和額外復雜性;2.低成本高帶寬的毫米波引導線框封裝,介紹一種新型中繼饋線方法,使低成本高容量的封裝理念可以應用到高頻領域。這個方法影響了數字電子封裝技術;3.微機電毫米波的聚合系統,介紹一種大批量生產毫米波無源器件的技術工藝;4.毫米波板上芯片的集成和封裝,介紹板上芯片的集成與封裝技術對毫米波電子學領域所帶來的低成本效益,以及討論了毫米波電路性能的若干特殊問題;5,射頻液晶聚合物和毫米波的多層氣密封裝包與組件,提出x、K、Ka-頻段的應用組件的薄膜液晶聚合物(LCP)表面安裝封裝技術;6.隨身設備的射頻、微波基板封裝線路圖,回顧隨身設備的設計方案和材料,并討論如何達到所需的封裝密度和性能;7.陶瓷系統在射頻和微波封裝技術中的應用,展示出使用陶瓷材料和陶瓷制造工藝的優勢,從而研發復雜性不斷增長的多層結構;8.毫米波產品的低溫共燒陶瓷(LTCC)層壓材料波導,討論復合材料波導,通過數值仿真的手段,解決材料問題并處理毫米波頻率的內部連線有損耗和間隔時所產生的折衷問題;9.射頻、微波應用組件的低溫共燒陶瓷(LTCC)基片,展示關于射頻、微波封裝應用中的LTCC技術的計算機模擬和制造的最新進展,包括當前的LTCC制造技術、模塊封裝包、高帶寬設計和集成天線的射頻、微波系統的發展趨勢;10.用于微電子封裝的高散熱陶瓷和復合材料,討論散熱復合材料的高級性能,包括納米碳管、合成金剛石、做結構旋轉后的氮化鋁、氧化鈹等;11.高性能微電子封裝的散熱片材料,回顧了射頻、微波封裝的散熱材料的制造、應用和研發,包括傳統的、第二代、第三代散熱材料;12.氮化鋁三維多芯片組件(A1N 3D MCM)的技術研究,回顧了射頻、微波封裝的氮化鋁三維多芯片組件技術的最新發展,包括A1N高溫共燒陶瓷(HTCC)工藝、鎢貼片匹配、燒結溫度分布圖的影響以及其它實際設計和制造過程中的問題。
本書主要作者Ken Kuang等人是多年從事該領域研究、具有豐富經驗的業內專家。他是國際微電子和封裝協會(IMAPS)會員兼副主席、圣地亞哥分會的主席。他多次獲得IMAPS的最佳會議論文獎、電子封裝技術國際大會(ICEPT)的最佳研討會論文獎、IMAPS的主席獎。2004年,他創辦了Torrey Hills Technolo-gies,LLC公司。該公司迅速成長為美國INC500之列,是射頻、微波封裝產業的引領者。
本書反映了射頻、微波微電子業界的近期研究成果和發展動態,是從業工程師了解行業最新技術和發展的必備指導書籍。