序論：寫作是一種深度的自我表達。它要求我們深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隱藏在內心深處的真相，好投稿為您帶來了七篇軍事通信技術論文范文，愿它們成為您寫作過程中的靈感催化劑，助力您的創(chuàng)作。

篇(1)

論文摘要:早在七十年代，人們開始研究無線電通信技術。無線電通信技術有線電通信相比，具有不用架設傳輸線路線、脫離傳輸距離限制、傳輸距離遠、通信靈活等優(yōu)點，備受市場的青睞。無線電通信技術為人們的生產(chǎn)和生活帶來的影響無疑是巨大的，但它亦有不容忽視的缺點，譬如聲音、文字、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等傳輸?shù)馁|量不甚穩(wěn)定，由此造成的聲音失真、文字模糊、數(shù)據(jù)滯后、圖像和視頻失真都亟須改進之處，還有信號容易受到干擾、容易被人截獲造成通信內容保密性差[1]，尤其在軍事和經(jīng)濟領域，再一次說明無線電通信技術通信方法的拓新勢在必行。本文就無線電的優(yōu)缺點進行分析，探討其通信技術所需拓新之處，并提出建議。

1無線電通信技術的發(fā)展歷程

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(fā)明的無線電接收機，那天俄國當局定為“無線電發(fā)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(xiàn)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(fā)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(chǎn)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?lián)Q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(tǒng)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(fā)展到今日，擁有無限潛力。軍事、氣象、生活、生產(chǎn)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(yōu)點雖然卓越，但其缺點至今給技術的發(fā)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(fā)展起來的新技術領域，不需要傳輸媒質，部分接入網(wǎng)甚至入網(wǎng)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(chǎn)生了一個重大的飛躍，實現(xiàn)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(yōu)點主要體現(xiàn)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(shù)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(yōu)點能夠采取靈活多樣的手段和方法，確保通信聯(lián)絡綜合高效，語音、數(shù)據(jù)、圖像的綜合傳輸暢通無阻，隨著近年來國內各個經(jīng)濟領域和國際經(jīng)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(wǎng)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(shù)字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統(tǒng)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(wǎng)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(yōu)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?shù)淖畲筇攸c。

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(jīng)濟愈演愈熱，其信號的穩(wěn)定性與安全性上升為經(jīng)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(fā)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(fā)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(chǎn)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(wǎng)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(shù)字通信技術

提高系統(tǒng)頻譜資源的利用率，維持信號上的穩(wěn)定，避免通信信號收到干擾，增大了系統(tǒng)通信容量，提供話音、圖像和數(shù)據(jù)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(fā)展

信息的寬帶化對于光纖傳輸技術和高通透量網(wǎng)絡的發(fā)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(wěn)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(jīng)有著不爭的發(fā)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(wǎng)絡的樣式

技術上融合實現(xiàn)固定和其他通信等不同業(yè)務，在無線應用協(xié)議（WAP）的出現(xiàn)以后，無線數(shù)據(jù)業(yè)務的開展得到大幅度的推動，促進了信息網(wǎng)絡傳送多種業(yè)務信息的發(fā)展。隨著市場競爭的需要，傳統(tǒng)的電信網(wǎng)絡與新興的計算機網(wǎng)絡融合，尤其具備開發(fā)潛力接入網(wǎng)部分通過固定接入、移動蜂窩接入、無線本地環(huán)路入等不同的接入設備，滿足了生活與生產(chǎn)地各種通信需求。

.5過渡電路交換網(wǎng)絡

關于過渡電路交換網(wǎng)絡，IP網(wǎng)絡無疑是核心關鍵技術，是最合適的選擇對象，處理數(shù)據(jù)的能力電路交換網(wǎng)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(xiàn)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(chuàng)新。

3.8提高無線通信網(wǎng)絡可持續(xù)性

無線電通信技術的網(wǎng)絡設備如果沒有良好的配置和網(wǎng)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(wǎng)絡設備性能、優(yōu)化設備配置、冗余備份等等手段來保證網(wǎng)絡的可靠性[4]。

結束語

回顧無線通信的發(fā)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(wěn)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(fā)展前景。鑒于市場對經(jīng)濟的推進作用，盡管我國的無線電通信技術發(fā)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(wǎng)絡規(guī)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(yè)積極拓新新的技術涵蓋面，提升自身的營業(yè)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(fā)的發(fā)展?jié)摿o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(chuàng)新出謀劃策，為全球信息化及經(jīng)濟全球化的通信事業(yè)貢獻力量。

參考文獻

[1]《信號與系統(tǒng)(第二版)》A.V.Oppenheim西安交通大學出版社2000年.

[2]《數(shù)字與模擬通信系統(tǒng)》LeonW.Couch,II電子工業(yè)出版社.

篇(2)

關鍵詞：擴展頻譜，抗干擾通信，跳頻電臺

 

1 引言

擴展頻譜技術是抗干擾通信中的主要應用技術。目前，該技術已在戰(zhàn)術抗干擾通信、衛(wèi)星通信、數(shù)據(jù)信息分發(fā)以及衛(wèi)星導航等系統(tǒng)和設備中得到了廣泛應用。在戰(zhàn)術抗干擾通信中，基于跳頻抗干擾體制的跳頻電臺和基于直擴抗干擾體制的直擴電臺等是主要抗干擾通信設備。

本文分析了外軍抗干擾通信設備的應用現(xiàn)狀和抗干擾通信技術的發(fā)展動態(tài)。

2 外軍抗干擾通信設備的應用現(xiàn)狀

外軍跳頻抗干擾技術及其設備的發(fā)展可以歸結為三代產(chǎn)品。20世紀70年代中后期至80年代初期，外軍開始推出第一代跳頻通信設備，即模擬跳頻電臺，以較低跳速、較窄帶寬為特征；80至90年代，開始推出第二代跳頻通信設備，即數(shù)字跳頻電臺和數(shù)字跳頻接力機等，以較高跳速、數(shù)字話音、數(shù)據(jù)通信為特征；目前正在發(fā)展的是第三代跳頻通信設備，以多頻段、多模式、多功能自適應數(shù)字跳頻技術以及有關特殊的跳頻技術為特征。

在應用上，外軍現(xiàn)役通信抗干擾設備有以下一些基本特點：

（1）大部分無線電臺（短波電臺、超短波電臺等）采用純跳頻體制，少部分超短波電臺采用窄帶直擴/跳頻組合的體制；

（2）短波跳頻電臺跳速的實用水平一般為數(shù)跳～100跳/秒（以下簡寫為hop／s），大部分在50hop／s以下，很少為1000hop／s以上的高速跳頻；受天調技術的限制，其跳頻帶寬通常為數(shù)百kHz的窄帶跳頻，只有極少數(shù)采用新體制的短波跳頻電臺才達到了較大的跳頻帶寬；

（3）超短波跳頻電臺跳速的實用水平一般為100～500hop／s，多為中速跳頻；

（4）微波接力機既采用了跳頻體制，也采用了直擴體制，；設備已數(shù)字化、系統(tǒng)化、固態(tài)化，可靠性高，但其綜合抗干擾性能還有待于進—步提高；

（5）大部分現(xiàn)役通信抗干擾裝備采用單頻段，少數(shù)采用多頻段；

（6）一些國家，特別是軍事強國，通信抗干擾裝備已形成了較大的裝備規(guī)模。

3 抗干擾通信技術發(fā)展動態(tài)分析

20世紀90年代以來，擴展頻譜技術趨于完善，在應用上取得了突破性的進展。外軍相繼推出的數(shù)10種新型通信抗干擾設備，代表了當今抗干擾通信技術的發(fā)展趨勢，主要有以下幾個方面：

（1）提高抗跟蹤干擾能力是現(xiàn)階段跳頻通信的重點問題之一

提高跳頻通信抗跟蹤干擾能力的技術動態(tài)主要有兩個方面，一是適當提高跳速，二是采用變速跳頻。目前，外軍具有跳頻網(wǎng)分選能力的實用跟蹤干擾機的跳速短波為幾十hop／s，超短波為幾百hop／s。由于技術和成本等原因，目前還未見可以對付信號密集條件下的較高跳速的實用跟蹤干擾機的報導。外軍較新的跳頻通信設備，如美國的HF—2000，瑞典的TRC—350，法國的ALCATEL111等，均采用了中高跳速跳頻，以提高其抗跟蹤干擾能力。值得注意的是，外軍有些跳頻通信設備大幅度提高跳速，并不是以提高抗跟蹤干擾能力為出發(fā)點的，其主要目的是利用相應的技術體制，由高跳速提高數(shù)據(jù)傳輸速率。提高跳速還便于糾錯處理。當然，提高跳速也會引起其它問題，需要綜合考慮。

變速跳頻是抵抗跟蹤干擾的有效措施之一，外軍現(xiàn)役跳頻電臺中也有所采用，但多是半自動變速或有限種跳速隨機變速，還沒有實現(xiàn)真正意義上的變速跳頻，通常將其稱為準變速跳頻。論文大全。

（2）提高跳頻通信抗阻塞干擾的技術措施日趨成熟

最初提出跳頻抗干擾體制實際上是以抗阻塞干擾為出發(fā)點的。長期以來很多國家和不少學者都致力于跳頻通信抗阻塞干擾技術的研究，目前已取得了較好的進展，有些技術已得到了成功的應用，有些還處于研究之中。

跳頻通信抗阻塞干擾技術的實用化研究成果主要有：在短波波段采用自適應選頻與跳頻相結合的體制，即將經(jīng)過LQA(鏈路質量分析)選出的最佳或準最佳頻率作為跳頻頻率表生成的基準；在超短波波段采用具有FCS（頻率控制系統(tǒng)）功能的跳頻體制，即在一般的窄帶干擾情況下，使用常規(guī)跳頻，在遇到寬帶阻塞干擾時，自動轉到FCS功能，在當前最佳頻點上定頻工作，一旦寬帶干擾消失，又可回到跳頻方式上工作；在UHF波段采用了頻率自適應與跳頻相結合的體制，即在跳頻通信過程中自動檢測和刪除受干擾頻率，使系統(tǒng)在無干擾或干擾較弱的頻點上跳頻。另外，擴展頻段和跳頻帶寬也是提高跳頻通信抗阻塞干擾的有效途徑之一，如下所述。

（3）拓寬現(xiàn)有頻段、發(fā)展多頻段是通信抗干擾裝備的重要發(fā)展趨勢

拓寬現(xiàn)有頻段、發(fā)展多頻段除了有利于協(xié)同通信和全頻譜作戰(zhàn)以外，也為提高通信裝備的戰(zhàn)場適應能力提供了選擇的余地，對于提高跳頻通信抗阻塞干擾能力更為重要。在外軍新一代通信抗干擾裝備中，包含HF／VHF、VHF／UHF和HF／VHF／UHF多頻段的跳頻電臺或定頻電臺就多達數(shù)十種之多，這是外軍新一代通信抗干擾裝備的重要發(fā)展趨勢。

在拓寬頻段方面，少數(shù)短波電臺的頻段范圍已拓寬到1.6～50MHz，如美國的RF—500短波電臺等；少數(shù)超短波電臺的頻段范圍拓寬到30～108MHz，如比利時的BAMS超短波電臺等，增加了20MHz的帶寬。

在研制多頻段通信抗干擾裝備方面更是如火如荼，電臺以HF／VHF／UHF三個頻段的為典型特征，如：美國的AM—7177A／ARC—182(V)，加拿大的AN／GRC—512(V)多頻段電臺等。

隨著軟件技術和高速處理芯片的發(fā)展，多頻段、多功能(MBMFR)抗干擾通信裝備是目前的重要發(fā)展方向之一。

（4）提高短波跳頻數(shù)據(jù)傳輸速率取得了突破性進展

自從短波通信出現(xiàn)以來，由于通信體制、器件以及空中信道等原因，使其數(shù)據(jù)傳輸速率一直限制在2.4kbit／s以下。在跳頻體制下，由于需要數(shù)據(jù)壓縮，實現(xiàn)短波高速數(shù)據(jù)傳輸更為困難，其有效數(shù)據(jù)速率一般還達不到2.4kbit／s。

近年來，對這一難題的研究取得了突破性進展，如美國休斯公司研制的HF2000，跳速為2560hop／s，在不采用信道均衡技術的情況下，數(shù)據(jù)速率為2.4kbit／s；美國Sanders公司推出的CHESS系統(tǒng)，以差分高跳速(5000hop／s)體制實現(xiàn)了4.8～19.2kbit／s的高數(shù)據(jù)率，首次突破了2.4kbit／s的限制，較好地解決了短波高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾y題。

（5）直擴體制的發(fā)展與應用

直擴體制目前還是主要用于微波及衛(wèi)星通信系統(tǒng)，少數(shù)國家也將直擴體制在低頻段嘗試應用，但由于直擴體制固有的弱點，使其在戰(zhàn)術電臺中仍然沒有得到實際的應用。為了增強其實用性，直擴體制是伴隨著自適應濾波、自適應調零天線以及可變直擴帶寬等技術的應用而發(fā)展的。盡管這幾項技術在直擴通信裝備中被廣泛采用，但是近些年還幾乎未見有突破性的報導。比如自適應濾波的收斂速度、抗窄帶干擾的個數(shù)、陷波深度及其能量損失、自適應天線的調零增益等，并且對于窄帶直擴與寬帶直擴利弊的爭論也未見分曉。不過，對于多進制直擴的優(yōu)勢已基本達成共識，并在外軍直擴通信裝備中得到了廣泛應用。論文大全。

（6）綜合抗干擾體制及技術的應用

目前，采用綜合抗干擾體制的典型標志之一是跳頻、直擴和跳時三種基本抗干擾體制的組合應用，特別是在VHF／UHF及其以上頻段更是如此。

除此之外，很多通信抗干擾設備采用了頻率自適應、窄帶干擾自適應濾波器、跳頻濾波器、交織糾錯、猝發(fā)傳輸、變速跳頻、變帶寬直擴以及自適應天線調零增益等增效措施。有些通信抗干擾設備，特別是短波跳頻電臺，具備了猝發(fā)數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，提高了抗干擾、抗截獲和抗測向能力；有些通信抗干擾裝備增加了GPS定位功能，可與跳頻同步相結合，提高了綜合應用能力。論文大全。從總體上看，外軍通信抗干擾設備體現(xiàn)了頻率域、時間域、空間域、調制域、速度域等多維空間抗干擾技術的綜合以及擴譜抗干擾技術與非擴譜抗干擾技術的結合。

4 結束語

本文基于所收集的國外戰(zhàn)術抗干擾通信設備技術資料，對抗干擾通信的技術發(fā)展動態(tài)進行了綜述。近年來，盡管我國抗干擾通信技術和裝備得到了長足的發(fā)展，在有些方面已達到國際先進水平，但總體上與國際先進水平還存在一定差距。希望本文能對我國抗干擾通信技術和裝備的發(fā)展起到一定指導作用。

參 考 文獻

1 張傳慶,羅蓉媛,陶香云等.外軍抗干擾電臺匯集.信息產(chǎn)業(yè)部電子7所,2006.7

2 羅蓉媛,陶香云.外軍抗干擾電臺技術的進展. 1999軍事通信抗干擾研討會論文集,南京,1999.10

3 姚富強.擴展頻譜處理增益算法修正[J].現(xiàn)代軍事通信,2003（1）

篇(3)

【關鍵詞】無線電通信技術 信噪比估計 自適應控制

在眾多的信息技術中，無線電通信技術是最受歡迎的一種通信技術，人們在開始研究無線通信技術，投入了大量的時間和精力，從而取得了顯著的成績。無線電通信和有線電通信技術相比，無線電傳輸過程不需要傳輸設備，也不會受到地理位置的限制，傳輸十分靈活，也很大程度的降低了成本，無線電通信技術倍受當前市場的青睞。

1 無線電通信技術的發(fā)展過程

俄國物理學家波波夫在1885年論述了發(fā)明無線電接收機的過程，這篇無線電通信技術的論文也就成武無線電技術研究的重要發(fā)展歷史，同時為了表示對他的紀念，也就將5月7日作為無線電發(fā)明日期。波波夫的不斷研究延長了無線通信的距離，也就將無線電通信引入到了新的發(fā)展階段。后來意大利發(fā)明家馬可尼在1898年在海上進行通信實驗，對于這次的實驗也就標志無線電通信的真正實現(xiàn)，在馬可尼的實驗中有進一步將無線電信號延長，在1901年對相聚3000多公里的兩個國家之間成功進行了無線通信，馬可尼實驗的成功也就標志著人類正式進入無線電遠距離的通信時代，之后不斷出現(xiàn)了各種各樣的無線通信的產(chǎn)生。

科學家八本、威瑪、羅斯等在1946年用電視機進行天線信號的接收，他們實驗的成功也就標志著無線電技術的真正的普及，在當今的信息社會中，我們對無線電通信技術的質量的要求也就越來越高，對通信技術也就有了更多的期待。同時信息社會也就要設置更好的管理措施，運用計算機和通信技術開發(fā)各種通信應用軟件，更好的為人民提供通信服務。雖然無線電通信技術優(yōu)點雖然卓越，但其缺點至今給技術的發(fā)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

2.1 不受時空限制

無線電通信技術不受時空限制，能夠采用靈活多樣的手段和方法，確保通信聯(lián)絡綜合的高校利用，對信息的傳輸暢通無阻，隨著近年來國內各種經(jīng)濟領域和國際經(jīng)濟繁榮發(fā)展，無線點通信技術為信息傳輸打開了方便之門，尤其通信與網(wǎng)絡的鏈接，讓通信技術踏上新的臺階。

2.2 具備高度的機動性及可用性

無線電通信技術對數(shù)字傳輸、功能多樣化、設備小型化和智能化的優(yōu)勢下，具備了高度機動性和可用性，尤其在軍事結構地域通信網(wǎng)絡方面起到了很大的作用。無線電通信作為信息化服務的重要標志，無線電通信技術在發(fā)展過程中具有巨大的潛力，不僅在人民生活中扮演著重要角色，在軍事中同樣起到重要的作用。軍事、氣象、生活、生產(chǎn)等各個領域都對其都有空前的需求。

2.3 可靠性高

無線電通信比有線通信可以很好的控制地質災害，具有很高的可靠性，在一般情況下除非受到信號的干擾，平時都能保證通信，這也就是無線電通信的最大優(yōu)點。無線電通信技術雖然有很多的優(yōu)點，但是在受到干擾影響，很容易被截獲保密性極差，這也就是無線電的缺點，這也是人們最為頭痛的問題，因此對無線電通信技術的通信方法拓新成為其發(fā)展的新話題。

3 無線電通信的信噪比估計和自適應控制技術

3.1 信噪比估計技術

對于現(xiàn)在無線電通信技術正處于關鍵的轉折時期，信息技術的飛速發(fā)展，也就要求無線點通信技術適應未來社會生產(chǎn)和生活的需要，也就要在通信方面不斷的進行拓新。無線電通信信號的信噪比估計一直是衛(wèi)星通信領域一個重要的研究課題，在衛(wèi)星通信中信噪比是衡量信道質量的最主要指標也是實現(xiàn)功率控制、調制方式識別、迭代譯碼等應用的前提條件。利用無線信道通信，在其過程中主要就是多途徑的傳播，而噪聲是始終存在的一種危害，為了更好的提高數(shù)據(jù)傳輸速率和效率，我們必須對信道的特征參數(shù)具有一定的預知能力，信噪比是信道參數(shù)的一個重要的方面，信噪比估計技術也就成為信道估計的重要內容之一，同時也是移動通信研究的對象。在通信系統(tǒng)的實際使用中，信噪比的估計作為表征信道特征的參數(shù)，對信道切換和自適應通信速率調節(jié)功能都起到了重要作用。

3.2 無線通信自適應控制技術

隨著近年來國內各個經(jīng)濟領域和國際經(jīng)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(wǎng)絡的連接，通信技術踏上新的臺階，同時具備高度的機動性及可用性，無線電通信技術傳輸數(shù)字化、功能多樣化、設備小型化、智能化及系統(tǒng)大容量化決定了其具備高度的機動性和可用性。自適應控制的基本的思想就是將參數(shù)估計方法與某種控制系統(tǒng)設計方法結合起來，產(chǎn)生具有自校正能力的控制律，其控制的對象是不確定性的系統(tǒng)。在面對客觀上的各種不確定性，自適應控制系統(tǒng)在其運行過程中，通過不斷的測量系統(tǒng)的輸入狀態(tài)，不斷的掌握對象從中獲取相應的信息，再根據(jù)獲取的信息設計方法，做出控制決策去更新控制器的結構，使控制效果達到最優(yōu)或近似最優(yōu)。一個理想的自適應控制系統(tǒng)應具有：適應環(huán)境變化和系統(tǒng)要求的能力；學習能力；在變化的環(huán)境中能逐漸形成所需的控制策略和控制參數(shù)序列，在內部參數(shù)失效時，又恢復的能力，良好的魯棒性。

3.3 無線電通信技術發(fā)展方向

提高系統(tǒng)資源的利用率維持信號的穩(wěn)定，避免通信信號受到干擾，增大系統(tǒng)的容量，同時要確保用戶信息安全和保密，無線電通信技術的網(wǎng)絡設備如果沒有良好的配置和網(wǎng)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(wǎng)絡設備性能、優(yōu)化設備配置、冗余備份等等手段來保證網(wǎng)絡的可靠性。無線通信的展望無線通信具有跨越時空進行信息溝通的靈活性，以及全球無縫隙覆蓋的特性，成為當今世界最具吸引力的通信方式。無線通信特別是移動通信市場進入規(guī)模化大發(fā)展階段，無線通信業(yè)務和技術呈現(xiàn)出從傳統(tǒng)的話音領域向數(shù)據(jù)領域和寬帶多媒體領域轉變的態(tài)勢，市場空前繁榮。

4 結束語

對于無線電通信技術在通信方法開發(fā)應用上具有很大潛力，這也就是我們研究和開發(fā)過程中對無線電通信進行前面的了解，為無線電通信技術創(chuàng)造新的發(fā)展方向，為全球信息化的通信事業(yè)做出貢獻。

參考文獻

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篇(4)

近年來，由于數(shù)據(jù)通信需求的推動，加上半導體、計算機等相關電子技術領域的快速發(fā)展，短距離無線與移動通信技術也經(jīng)歷了一個快速發(fā)展的階段，WLAN技術、藍牙技術、UWB技術，以及紫蜂(ZigBee)技術等取得了令人矚目的成就。短距離無線通信通常指的是100m以內的通信，分為高速短距離無線通信和低速短距離無線通信兩類。高速短距離無線通信最高數(shù)據(jù)速率>100Mbit/s，通信距離<10m，典型技術有高速UWB、WirelessUSB;低速短距離無線通信的最低數(shù)據(jù)速率<1Mbit/s，通信距離<100m，典型技術有藍牙、紫蜂和低速UWB。

2藍牙(Bluetooth)技術

“藍牙(Bluetooth)”是一個開放性的、短距離無線通信技術標準，也是目前國際上最新的一種公開的無線通信技術規(guī)范。它可以在較小的范圍內，通過無線連接的方式安全、低成本、低功耗的網(wǎng)絡互聯(lián)，使得近距離內各種通信設備能夠實現(xiàn)無縫資源共享，也可以實現(xiàn)在各種數(shù)字設備之間的語音和數(shù)據(jù)通信。由于藍牙技術可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中，因此特別適用于小型的移動通信設備，使設備去掉了連接電纜的不便，通過無線建立通信。

藍牙技術以低成本的近距離無線連接為基礎，采用高速跳頻(FrequencyHopping)和時分多址(TimeDivisionMulti-access—TDMA)等先進技術，為固定與移動設備通信環(huán)境建立一個特別連接。藍牙技術使得一些便于攜帶的移動通信設備和計算機設備不必借助電纜就能聯(lián)網(wǎng)，并且能夠實現(xiàn)無線連接因特網(wǎng)，其實際應用范圍還可以拓展到各種家電產(chǎn)品、消費電子產(chǎn)品和汽車等信息家電，組成一個巨大的無線通信網(wǎng)絡。打印機、PDA、桌上型計算機、傳真機、鍵盤、游戲操縱桿以及所有其它的數(shù)字設備都可以成為藍牙系統(tǒng)的一部分。目前藍牙的標準是IEEE802.15，工作在2.4GHz頻帶，通道帶寬為lMb/s，異步非對稱連接最高數(shù)據(jù)速率為723.2kb/s。藍牙速率亦擬進一步增強，新的藍牙標準2.0版支持高達10Mb/s以上速率(4、8及12～20Mb/s)，這是適應未來愈來愈多寬帶多媒體業(yè)務需求的必然演進趨勢。

作為一個新興技術，藍牙技術的應用還存在許多問題和不足之處，如成本過高、有效距離短及速度和安全性能也不令人滿意等。但毫無疑問，藍牙技術已成為近年應用最快的無線通信技術，它必將在不久的將來滲透到我們生活的各個方面。

3超寬帶(UWB)技術

超寬帶(Ultra-wideband—UWB)技術起源于20世紀50年代末，此前主要作為軍事技術在雷達等通信設備中使用。隨著無線通信的飛速發(fā)展，人們對高速無線通信提出了更高的要求，超寬帶技術又被重新提出，并倍受關注。UWB是指信號帶寬大于500MHz或者是信號帶寬與中心頻率之比大于25%的無線通信方案。與常見的使用連續(xù)載波通信方式不同，UWB采用極短的脈沖信號來傳送信息，通常每個脈沖持續(xù)的時間只有幾十皮秒到幾納秒的時間。因此脈沖所占用的帶寬甚至高達幾GHz，因此最大數(shù)據(jù)傳輸速率可以達到幾百分之一。在高速通信的同時，UWB設備的發(fā)射功率卻很小，僅僅是現(xiàn)有設備的幾百分之一，對于普通的非UWB接收機來說近似于噪聲，因此從理論上講，UWB可以與現(xiàn)有無線電設備共享帶寬。UWB是一種高速而又低功耗的數(shù)據(jù)通信方式，它有望在無線通信領域得到廣泛的應用。UWB的特點如下：

(1)抗干擾性能強：UWB采用跳時擴頻信號，系統(tǒng)具有較大的處理增益，在發(fā)射時將微弱的無線電脈沖信號分散在寬闊的頻帶中，輸出功率甚至低于普通設備產(chǎn)生的噪聲。

(2)傳輸速率高：UWB的數(shù)據(jù)速率可以達到幾十Mbit/s到幾百Mbit/s，有望高于藍牙100倍。

(3)帶寬極寬：UWB使用的帶寬在1GHz以上，高達幾個GHz。超寬帶系統(tǒng)容量大，并且可以和目前的窄帶通信系統(tǒng)同時工作而互不干擾。

(4)消耗電能少：通常情況下，無線通信系統(tǒng)在通信時需要連續(xù)發(fā)射載波，因此要消耗一定電能。而UWB不使用載波，只是發(fā)出瞬間脈沖電波，也就是直接按0和1發(fā)送出去，并且在需要時才發(fā)送脈沖電波，所以消耗電能少。

(5)保密性好：UWB保密性表現(xiàn)在兩方面：一方面是采用跳時擴頻，接收機只有已知發(fā)送端擴頻碼時才能解出發(fā)射數(shù)據(jù);另一方面是系統(tǒng)的發(fā)射功率譜密度極低，用傳統(tǒng)的接收機無法接收。

(6)發(fā)送功率非常?。篣WB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長了系統(tǒng)電源工作時間。

(7)成本低，適合于便攜型使用：由于UWB技術使用基帶傳輸，無需進行射頻調制和解調，所以不需要混頻器、過濾器、RF/TF轉換器及本地振蕩器等復雜元件，系統(tǒng)結構簡化，成本大大降低，同時更容易集成到CMOS電路中。

參考文獻：

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篇(5)

關鍵詞：無線網(wǎng)絡；軍隊；安全；物理層安全；可見光通信

中圖分類號：TN 929.3

文獻標識碼：A

DOI： 10.3969/j.issn.1003-6970.2015.08.004

0 引言

進入二十一世紀的第二個十年以來，信息已經(jīng)成為人類社會文明進步的要素資源，成為現(xiàn)代社會持續(xù)發(fā)展的基本條件。信息網(wǎng)絡空間已經(jīng)成為繼陸、海、空、天之后的第五大國家疆域，成為世界各國戰(zhàn)略競爭的重要領域。信息安全已成為與國防安全、能源安全、糧食安全并列的四大國家安全領域之一。

近些年來，以美國為代表的信息技術強國利用自身所壟斷的全球信息技術優(yōu)勢，加緊構建信息安全保障和攻擊體系，以進一步鞏固其在網(wǎng)絡空間的統(tǒng)治地位。在美國現(xiàn)有的國家信息安全體系中，政府、IT企業(yè)和社會團體分工協(xié)作，相互配合，共同推進美國國家和軍隊的信息安全體系建設。當前，美國政府部門作為信息安全戰(zhàn)略制定、網(wǎng)絡和信息安全項目策劃、網(wǎng)絡情報偵查、網(wǎng)絡防御以及網(wǎng)絡進攻的主導者，引領了整個美國信息安全領域的發(fā)展和規(guī)劃。其主要部門包括國土安全部、國防部、美軍網(wǎng)電司令部、商務部、聯(lián)邦調查局以及中央情報局；美國的IT企業(yè)則是網(wǎng)絡攻防的具體實施機構和重要支撐單位，是美國政府和軍隊海量情報數(shù)據(jù)的來源，同時也是實施網(wǎng)絡作戰(zhàn)的實施主體；而美國及其盟國中一些非營利性團體和學術組織則為美國政府和軍隊提供了輿論和技術層面的支持，同時進行了人才的輸出，以支撐日益強大的美國信息作戰(zhàn)部隊。

隨著無線與移動通信技術的高速發(fā)展，拋開有線束縛的無線通信技術為國家和軍隊的指揮和作戰(zhàn)帶來了極大的便利性，然而也埋下了極大的安全隱患。截至2014年年底，美國情報和軍隊相關部門在無線網(wǎng)絡中偵收和攻擊獲得的情報已經(jīng)占到美國情報總量的約57.6%，凸顯了當前國家和軍隊無線網(wǎng)絡安全的嚴峻態(tài)勢。美軍網(wǎng)電司令部2015年戰(zhàn)略規(guī)劃指南顯示，未來美軍網(wǎng)電部隊將把無線領域作為網(wǎng)絡攻防作戰(zhàn)的重點，這對我國國防和軍隊網(wǎng)絡安全體系和技術提出了新的考驗。本論文從歷史出發(fā)，對交換技術進行了簡要的回顧，指出了當前交換網(wǎng)絡發(fā)展的瓶頸以及問題，并基于前沿的下一代智能網(wǎng)絡以及大數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡提出了展望和設想。

1 軍隊無線網(wǎng)絡安全現(xiàn)狀

我國的互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)和各類專網(wǎng)（包含軍網(wǎng)）組成的國家基礎網(wǎng)絡是國家和軍隊信息安全防護的重要對象，但是這些基礎社會建設過程中普遍存在著重建輕防，甚至只建不防的問題，造成網(wǎng)絡信息安全體系構建的極大障礙。

當前，我軍無線網(wǎng)絡通信手段主要包含戰(zhàn)場衛(wèi)星通信、短波電臺通信、水下潛艇長波通信等戰(zhàn)時通信手段，以及軍隊日常辦公所使用的蜂窩網(wǎng)移動手機通信、單位無線局域網(wǎng)（Wi-Fi）以及家庭使用的寬帶及家庭無線局域網(wǎng)等非戰(zhàn)時通信手段。由于戰(zhàn)時通信技術具有較強的應用層加密以及物理層跳頻和擴頻保障，傳統(tǒng)的竊密和攻擊手段并不能很快奏效，反而是和平時期工作用無線局域網(wǎng)、個人手機、家庭Wi-Fi等上網(wǎng)和通話極易被偵聽和竊密，導致無意識泄密。據(jù)不完全統(tǒng)計，2014年以來軍隊、軍工企業(yè)等軍事相關單位因手機、家庭寬帶/Wi-Fi等被攻擊及竊聽的事件約470起，造成不可估量的軍事、經(jīng)濟以及國家核心技術損失。

美國憑借其在信息領域的絕對優(yōu)勢，不斷將其技術和設備輸出到中國，而國產(chǎn)化設備的低性能、高價格等不足進一步導致了黨政軍系統(tǒng)中日常無線網(wǎng)絡通信設備國產(chǎn)化程度極低，使得日常無線網(wǎng)絡的安全防線處于近乎失靈的狀態(tài)。在美國IT跨國公司和美國網(wǎng)絡部隊等諸如“棱鏡”項目面前，我軍的基礎網(wǎng)絡和重要信息系統(tǒng)幾乎完全處于不設防狀態(tài)。諸如思科、微軟、英特爾、IBM等IT企業(yè)幾乎完全控制了我國高端IT產(chǎn)品的生產(chǎn)及應用。據(jù)Gartner數(shù)據(jù)顯示，Windows系列操作系統(tǒng)在我國市場占有率超過9成，英特爾在微處理器市場上占有率也超過8成，谷歌的安卓操作系統(tǒng)在我國市場占有率達到8成。即使是國產(chǎn)的聯(lián)想、酷派等手機，其核心芯片和操作系統(tǒng)也多是國外生產(chǎn)，使得我國無法從技術層面根除安全隱患。

2 解決方案：物理層安全技術和可見光通信技術

針對目前日常軍隊無線網(wǎng)絡安全性的問題，本文提出了兩種可行的改進方案，能夠在現(xiàn)有技術的基礎上，從防止無線信號被偵收和泄漏的角度實現(xiàn)日常狀態(tài)下部隊營區(qū)無線通信的安全保密。

在現(xiàn)有的通信系統(tǒng)中，通信的保密性主要依賴于基于計算密碼學的加密體制，早在20世紀初就已有人提出將傳輸?shù)男畔⑴c密鑰取異或的方法來增強信息傳遞的安全性。這種基于密鑰的加密方法首次由Shannon于1949年給出了數(shù)學的理論分析。假設發(fā)送者希望把信息M秘密地發(fā)送給接收者，稱M為明文信息。則加密的過程為，在發(fā)送端，發(fā)送者通過密鑰K以及加密算法f對所要傳輸?shù)拿魑腗進行加密，得到密文S。在接收端，接收者通過密鑰K以及與加密算法相應的解密算法，我們用f-1標記，來進行解密，從而得到明文M。通過對加解密過程的觀察，可以得知，有兩個方法防止竊聽者從竊聽到的S中獲取明文M： 一個是竊聽者不知道密鑰K，另外一個是解密算法非常困難，竊聽者難以在有限的時間用有限的資源進行解密。基于這兩個方法，延伸出了現(xiàn)代通信系統(tǒng)中非常常見的兩種加密形式，一個是對稱密鑰加密，一個是非對稱密鑰加密。

現(xiàn)代密碼學的加密體制主要是在物理層之上的幾層來實現(xiàn)的，譬如MAC層、網(wǎng)絡層、應用層等等，故有時也稱基于現(xiàn)代密碼學的安全為上層安全。物理層對于現(xiàn)代密碼學加密體制來說是透明的，即物理層安全與上層安全是獨立的。下面分別介紹物理層安全的兩個基礎知識，分別是：竊聽信道模型和安全傳輸速率。竊聽信道模型是物理層安全所研究的基本信道模型，安全傳輸速率是衡量物理層安全系統(tǒng)性能的重要指標。

物理層安全主要是利用特殊的信道編碼和無線信道的隨機特性使得秘密通信得以進行，它與現(xiàn)代密碼學不同之處在于，其安全程度并不依賴于Eve的計算強度，而是依賴無線信道環(huán)境的隨機特性。但是，從保密環(huán)節(jié)上來說，物理層安全與傳統(tǒng)的計算密碼學的安全卻有著本質的相似之處。如圖1所示。物理層安全中的編碼調制環(huán)節(jié)和信道的隨機性是安全通信的必要條件，正如現(xiàn)代密碼學體制中的加密算法和密鑰。編碼調制環(huán)節(jié)是指Alice根據(jù)Alice-Bob和Alice-Eve信道的信道條件，通過獨特的信道編碼來保證Alice與Bob之間安全又可靠的通信。從安全的角度來說，編碼調制環(huán)境可以被看作現(xiàn)代密碼學中的加密過程，信息加密后生成的密文記為Xn。密文經(jīng)過無線信道和解調譯碼可以等同為現(xiàn)代密碼學中的解密環(huán)節(jié)，其中信道信息{h，g}可以看作公共密鑰，而Bob接收端的噪聲可以看作Bob的私鑰，Eve是沒有辦法獲得的。因此密文通過Bob的無線信道和解調譯碼，可以被Bob正確地譯碼解密；而此密文通過Eve的無線信道和解調譯碼，Eve是不能獲得任何信息的。由此可見，雖然物理層安全與傳統(tǒng)的基于現(xiàn)代密碼學的加密原理是完全不同的，但是它們在實現(xiàn)框架上卻也能夠找到共同點。物理層安全可以看作是以調制編碼等發(fā)送端的技術為“加密算法”，充分利用Alice-Bob和Alice-Eve之間無線信道的差異性，把無線信道看作“加密密鑰”，從而使得Alice與Bob之間形成了安全可靠的通信。

物理層安全技術由于可以獨立于上層而單獨實現(xiàn)秘密通信，因此在無線通信系統(tǒng)中，可以在保證現(xiàn)有上層安全措施不變的情況下，補充物理層傳輸?shù)陌踩＿@使得通信系統(tǒng)的安全性能得到額外一層的保護。另一方面，將物理層安全用來傳輸現(xiàn)代密碼學中的密鑰，也是增強系統(tǒng)的安全性的一種方法。

從實現(xiàn)的角度講，當前傳統(tǒng)的無線路由器等均使用了全向天線進行傳輸，有可能導致無線信號泄漏至營區(qū)外部造成泄密。由于物理層安全技術方案的存在，除了進行傳統(tǒng)的上層密碼和傳輸加密以外，考慮利用物理層定向天線和波束賦形技術使得無線信號定向的向營區(qū)內部輻射，使得竊聽者獲取的信息量近乎為0，從而進一步降低失泄密的風險，這是物理層安全技術在現(xiàn)有無線網(wǎng)絡中的應用改進。

根據(jù)香農(nóng)公式，假設發(fā)射端信號表示為：y=hx+z，那么正常接收者bob收到的信號可以表示為：

此時人造噪聲設計對Bob沒有產(chǎn)生干擾的方向上均勻分布，從而實現(xiàn)了對目標用戶的正常信號發(fā)送，但是使得竊聽用戶獲得的干擾最大化，可用信息最小。

可見光通信（Visible Light Communications）是指利用可見光波段的光作為信息載體，不使用光纖等有線信道的傳輸介質，而在空氣中直接傳輸光信號的通信方式，簡稱“VLC”。

普通的燈具如白熾燈、熒光燈（節(jié)能燈）不適合當作光通信的光源，而LED燈非常適合做可見光通信的光源?？梢姽馔ㄐ偶夹g可以通過LED燈在完成照明功能的同時，實現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的覆蓋，用戶可以方便地使用自己的手機、平板電腦等移動智能終端接收這些燈光發(fā)送的信息。該技術可廣泛用于導航定位、安全通信與支付、智能交通管控、智能家居、超市導購、燈箱廣告等領域，特別是在不希望或不可能使用無線電傳輸網(wǎng)絡的場合比如飛機上、醫(yī)院里更能發(fā)揮它的作用?？梢姽馔ㄐ偶骖櫿彰髋c通信，具有傳輸數(shù)據(jù)率高、安全性強、無電磁干擾、節(jié)能、無需頻譜認證等優(yōu)點，帶寬是Wi-Fi的1萬倍、第四代移動通信技術的100倍，是理想的室內高速無線接人方案之一。

據(jù)美國DAPRA報道，美軍已經(jīng)生產(chǎn)出軍用可見光網(wǎng)絡及相關設備，用于國防部等軍事機關和設施的高速無線網(wǎng)絡通信。由于可見光室內傳輸光源直接指向用戶且傳輸距離遠小于傳統(tǒng)的微波無線通信，在不考慮人為主動泄密的情況下，可見光通信信號是無法截獲的，從技術上為通信的有效性和可靠性提供了強有力的支撐。

圖2給出了微波無線通信和可見光通信之間的比較。對于手機、Wi-Fi等微波無線通信手段，除了目標用戶能夠接收到無線信號以外，由于無線電波是全向發(fā)射的，竊聽者完全可以收到相同的信號，從而進行破譯或者攻擊，帶來安全隱患；而可見光通信依賴于室內的LED燈具，通常燈具會直接部署在工位上方，而照明具有定向發(fā)射的特點，因此位于營區(qū)外部的竊聽者無法收到任何信號，不能進行竊聽。從實現(xiàn)上講，可見光通信可以方便的利用LED臺燈、屋頂燈等照明燈具，通過加裝調制解調模塊即可使得燈具具有高速數(shù)據(jù)傳輸功能，可供營區(qū)內臺式機、筆記本電腦、平板電腦等高速無線上網(wǎng)，滿足高清視頻會議等高帶寬需求。

目前，關于可見光通信在室內外各種復雜環(huán)境下的信道測量與建模的工作還很欠缺，只有少量的研究結果。尤其是在有強光干擾、煙霧和灰塵遮擋的環(huán)境下的信道干擾模型，更是需要亟待解決的問題。

3 結論

軍隊作為國家的武裝力量，其信息安全問題尤為重要。在和平時期，如何從技術手段保證軍隊手機、Wi-Fi等無線通信安全，防止和平時期敵對勢力進行的無線網(wǎng)絡信號偵收和網(wǎng)絡攻擊，是當前要重點關注的問題。

篇(6)

【關鍵詞】認知無線電 軟件無線電 頻譜資源

一、引言

隨著無線通信技術的發(fā)展與無線通信業(yè)務范圍的不斷擴大，我們可以利用的頻譜資源越來越少[1]。無線頻譜作為一種可以為我們生活帶來便利的寶貴資源，如何提高其利用效率是制約無線通信發(fā)展的一大難題。近年來人們越來越關注頻譜資源的再利用技術。認知無線電（CR）技術是對軟件無線電（SDR）功能的特殊拓展，有效解決了頻譜資源無法高效利用這個制約無線通信發(fā)展的難題。

二、認知無線電技術概述

（一）認知無線電技術的概念。Joseph Mitola于1999年首先提出了認知無線電這一概念，在學術論文中對CR理論進行了描述，并在論文答辯過程中對該理論進行了詳細闡述[2]。從廣義上來看認知無線電的終端具有一定的認知能力，可以對所處的環(huán)境進行檢測、分析和判斷推理，并利用獲取的結果進行傳輸參數(shù)調整，然后制定最佳的無線傳輸方案，該技術也可以稱作智能無線電技術。CR技術可以自動為用戶選擇最佳的無線傳輸路徑，也可以根據(jù)現(xiàn)有的情況主動發(fā)送信息或者延遲傳輸。

（二）認知無線電技術的主要特點1.認知的特點。CR可以在所處的工作環(huán)境中監(jiān)測和感知信息，以特定的時間和空間為界，將部分沒有被應用的頻譜資源做上標記，進一步選擇最佳的工作參數(shù)和頻譜，這就是其認知的特點。CR認知的過程中可以分為感知、分析和判定頻譜這三個部分。2.重構的特點。CR設備在所處的工作環(huán)境中可以進行動態(tài)編程，并且這些設備在收發(fā)數(shù)據(jù)過程中可以使用不一樣的傳輸技術，在不影響授權用戶使用的前提下，將感知到的空閑頻譜提供給可靠的用戶，這就是其重構的特點。如果頻段已經(jīng)被授權用戶占用，CR可以運用一定的方式轉換到其它空閑頻段，或者通過改變調制和發(fā)射頻率的方法繼續(xù)使用該頻段，并保障不影響首發(fā)用戶的正常使用。

三、認知無線電技術的主要功能

目前CR技術的發(fā)展時間還不是很長，該技術的部分功能還沒有完全實現(xiàn)，由Mitola 提出的認知循環(huán)還沒有得到完全的應用。在設計和實現(xiàn)CR總體框架過程中，使用的組織架構不同其中的具體內容也有所區(qū)別。從整體意義上來說，CR系統(tǒng)應該具有檢測、分析、調整等基本功能。

1.檢測。CR由于所處的環(huán)境較為特殊，應該具備無線頻譜檢測的能力，并在可以應用的頻段范圍內全方位地進行精確檢測，進一步發(fā)現(xiàn)可以利用的頻譜資源。在這種情況下CR設備應該快速找出授權用戶，并隨時檢測授權用戶的活動情況，避免分配頻譜過程中對授權用戶造成干擾。2.分析。CR的分析內容有網(wǎng)絡狀態(tài)、設備性能和外部數(shù)據(jù)等，也包括對用戶需求等相關數(shù)據(jù)分析。在設備檢測到信息后通過分析對相關數(shù)據(jù)進行初步處理。在獲取頻段信息后對頻點位置、用戶位置和發(fā)射時間等進行分析，并研究信號通道狀況、傳輸性能等對首發(fā)用戶帶來的干擾等，分析內容也有信息傳輸時間和帶寬等。3.調整。CR設備完成檢測和分析之后，根據(jù)相關的分析結果對功率控制、編解器和調制技術等進行選擇和調整，并確定具體的發(fā)射時機和頻點，以此保障傳輸過程的通暢。要完成這個過程CR設備必須有較高的性能，可以自由在不同傳輸方案之間進行轉換，遇到突發(fā)狀況能夠及時停止，并在不影響授權用戶的前提下提高傳輸效率。

四、認知無線電技術的實現(xiàn)方法

（一）靈敏度高的接收器。在使用CR之前應該評估其頻譜功率密度，找出正在使用的頻點[3]。在測量和評估頻譜功率過程中需要用到靈敏度較高的接收器，以保障可以測量到區(qū)域邊緣的信號。如某小區(qū)邊緣有一臺數(shù)字電視機，該電視機在接收信號過程中的靈敏度就接近接收器靈敏度的最大值，而CR要想檢測到這一信號其靈敏度就需要大于數(shù)字電視機的靈敏度。如果CR接收不到這一信號，可能會錯誤地將該頻點判定為空閑，進而在分配頻譜過程中對數(shù)字電視帶來干擾。該技術也涉及到對授權用戶狀態(tài)的檢測和定位等，屬于頻譜資源檢測中的重要設備。

（二）智能處理系統(tǒng)。CR設備根據(jù)檢測結果對無線傳輸情況和傳輸帶寬選擇等進行分析評估，并確定多個技術參數(shù)的重要基礎就是智能處理系統(tǒng)。當頻譜被確定之后CR需要根據(jù)授權用戶的干擾限值，進一步計算自身的傳輸參數(shù)。干擾強度可以通過授權用戶的信號帶寬和傳輸距離這兩個因素確定，通過信號帶寬可以得出擾裝置的噪聲門限，而擾裝置接收到CR信號的強度可以通過距離確定。但這種分析方法較為簡單，可以讓CR首先對授權用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率和信號類型進行初步設別，根據(jù)這些額外的數(shù)據(jù)就可以得出擾裝置的準確靈敏度數(shù)值。

（三）可重復配置的CR設備。CR設備主要根據(jù)可用頻譜資源和干擾強度等數(shù)據(jù)的分析，對無線電的功率和各種技術參數(shù)進行調整，以此保障不影響授權用戶的情況下提高信號傳輸效率。CR設備具有較寬的工作頻帶，在選擇傳輸參數(shù)和傳輸方案過程中可以運用多種方法，并且可以實現(xiàn)快速切換，具有可重復配置和性能高的特點。CR可以看做是SDR在檢測功能等方面的拓展，從CR的發(fā)展趨勢來看，未來絕大部分CR設備可能都是以SDR為基礎的，而SDR也將是CR技術的一種有效實現(xiàn)方法。

五、結語

認知無線電技術是無線通信領域中的一項全新技術，越來越受到人們的重視。雖然目前CR技術在發(fā)展過程中還存在一些限制，但相信隨著無線電通信技術的不斷進步，必將為認知無線電技術提供廣闊的發(fā)展前景。

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篇(7)

關鍵詞： 移動自組網(wǎng)；災后營救；實時通信；通信系統(tǒng)

中圖分類號： TP393 文獻標識碼： A doi：10.3969/j.issn.1006-2475.

Research on application of mobile ad hoc network in rescue after disaster

HUANG Chengbing1

（Computer Science Department， Aba Teachers College ， Wenchuan Sichuan 623002， China）

Abstract： Through the introduction of Mobile Ad Hoc network features、development and current situation， and with the comparison with existing means of communication， the paper indicates that， to a greater extent the mobile ad hoc could guarantee the smooth communication networking system during the process of tourism field position or post disaster rescue and modern war more. After that， the application prospect of mobile ad hoc networks in various fields are also presented.

Key words： mobile ad hoc； disaster rescue； real time communication； communication system

0 引言

近年來在世界范圍內，災后營救的話題已成為攸關民生與發(fā)展的熱點與焦點。當嚴重自然災害發(fā)生時，原有的基礎通信設施大多受到損毀，從而給災后營救的順利開展形成障礙與阻力。當前，我國對各類人員實施營救位置確定以及災難營救時所使用的通信聯(lián)絡方式主要有無線電臺、衛(wèi)星通訊、 3G圖像傳輸這3種常規(guī)方式。但是，當被營救人員身處洪水、森林大火、地質災害等危險區(qū)域時，由于這些災害通常具備的突發(fā)性、毀滅性，將會給地面通信基站或交通樞紐等造成重大損壞，導致常規(guī)使用的通信手段已然無法滿足救援人員的應急通訊需求。同時，傳統(tǒng)的通訊大多基于TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議，在通信過程中需要始終保存一條穩(wěn)定的端到端通信鏈路。但在災后應急通訊的條件下，由于通信環(huán)境將會轉為極度惡劣，鏈路的頻繁中斷即會導致這樣一條滿足如上要求的鏈路必將難以獲得全程暢通保障[1]。因而，如何建立并保持災后營救過程中的及時通訊即已成為當前頗具研究實用價值的重要課題。

隨著通信技術的飛速發(fā)展，對移動通信設備進行重新組合并構建臨時通信網(wǎng)絡 （即移動自組網(wǎng)）已經(jīng)廣泛應用于災后營救應急通訊、軍事通訊以及野外旅游通訊等各種過程與場合。與此同時，硬件設計方面正日趨完善，組成的移動自組網(wǎng)（Mobile Ad Hoc Network）也可稱為 MANET，已經(jīng)表現(xiàn)出諸多的優(yōu)勢特點。具體地，移動自組網(wǎng)不受時間、地點的限制，通訊時也不需依靠地面基站或者是控制中心的支持，而是只需利用多個可以實現(xiàn)路由功能的獨立終端數(shù)據(jù)節(jié)點，建立臨時的移動通信環(huán)境即可。綜上可知，移動自組網(wǎng)具備了不需基礎通訊環(huán)境、可自由移動、可任意增加或刪除通訊節(jié)點等優(yōu)良性質?；诖?，本文即針對移動自組網(wǎng)的綜合應用給出研究綜述。

1 移動自組網(wǎng)的發(fā)展與現(xiàn)狀

1.1 移動自組網(wǎng)的發(fā)展

移動自組網(wǎng)是美國國防部遠景規(guī)劃局（DARPA）在20 世紀 70 年代通過“在戰(zhàn)場環(huán)境下采用分組無線網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信”研究時產(chǎn)生的新的網(wǎng)絡技術手段。1983 年，DARPA即已開始啟 動 SURAN （ Survivable Adaptive Network）以高效拓展 PRNET （ Packet Radio Network）項目中的各種技術手段，研究開發(fā)大型網(wǎng)絡系統(tǒng)，并且設計提出網(wǎng)絡自適應協(xié)議，從而滿足不同地域戰(zhàn)爭的需要，為打贏戰(zhàn)爭提供通信技術保障。1994 年，DARPA正式提出了全球移動信息GloMo（Global Mobile Information System）項目，該項目的研發(fā)主要是為海陸空三軍提供指揮中心與前沿陣地網(wǎng)絡連接，保證通信聯(lián)絡暢通無阻，方便軍隊首長進行作戰(zhàn)指揮。隨著戰(zhàn)爭信息化條件的逐步提高，很多發(fā)達國家為作戰(zhàn)軍隊配備了尖端的通信系統(tǒng)，保證作戰(zhàn)的極速協(xié)調與完備指揮。因此，移動自組網(wǎng)的研究開發(fā)將為軍隊打贏高技術條件下的現(xiàn)代戰(zhàn)爭提供堅實有力保障。

由于最初移動自組網(wǎng)技術的產(chǎn)生主要是為滿足軍事領域的通信需求，而且相對于民用通信系統(tǒng)在各方面要求更高，軍隊通信系統(tǒng)同時還必須滿足抗毀性、自組織性和機動靈活性這3個特殊要求。由此則必須使用通信節(jié)點能夠任意移動并且自由組合的通信網(wǎng)絡，從而形成新的移動通信自組網(wǎng)。

1.2 移動自組網(wǎng)的現(xiàn)狀

隨著通信技術的發(fā)展，無線移動終端進入了更新?lián)Q代，體現(xiàn)在藍牙技術的開發(fā)使用、遠程紅外技術的發(fā)展進步、Wi-Fi等無線通訊技術上，這就為移動自組網(wǎng)的開拓進步制造了有利契機，自組網(wǎng)在各領域的應用正日趨廣闊，已經(jīng)陸續(xù)應用在軍事通訊、災后營救、航海、航天、車載安全[2]通訊等多個方面。

1.3 移動自組網(wǎng)的結構

移動自組網(wǎng)是指通信中的多個移動節(jié)點或節(jié)點簇通過無線信號傳輸連接在一起的通信系統(tǒng)。通信過程中的每個節(jié)點都可以自由移動，每個通信節(jié)點既是信號接收點又是中繼節(jié)點，在移動過程中完成信息的收發(fā)功能，正因為移動自組網(wǎng)的這一優(yōu)點，才可保證其在網(wǎng)絡結構發(fā)生變動時，通信聯(lián)絡不致出現(xiàn)中斷[3]。在對旅游人員進行趨于地點定位或者是災難發(fā)生后提供營救的過程中，當由于特殊工作環(huán)境限制了通信系統(tǒng)的使用效果時，就可以啟用移動終端的自組網(wǎng)來完成需求信息的傳遞交流，并快速鎖定目標所在位置，彌補原有固定通信系統(tǒng)的不足。

2 移動自組網(wǎng)的特點

2.1 廣泛的環(huán)境適應性

移動自組網(wǎng)不類似傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)，因其沒有中心控制節(jié)點，采用的卻是分布式通信技術，移動自組網(wǎng)中的每個移動節(jié)點都可以自由移動、相互組合，不依賴任何設備。當網(wǎng)絡中的某個節(jié)點發(fā)生了通信故障，其他節(jié)點還可以與臨近節(jié)點隨機組合保障通信暢通。移動自組網(wǎng)與傳統(tǒng)的無線通信網(wǎng)相比，具有獨立性和組合開放性，不受時間、地點的限制，隨時構建，而且也無需再有其他基礎設施的功能匹配輔助，在自身可調節(jié)掌握范圍內即可完成通信任務。綜上可知，在搶險救災等重大任務的通訊聯(lián)絡中，移動自組網(wǎng)只需通過自身組網(wǎng)，而再無需借助地面基站或者是控制中心的基本支持。此時，救援隊員只要隨身攜帶手機、PDA、圖像或者是語音傳輸系統(tǒng)等無線通信設備進入該地區(qū)，就能自由組網(wǎng)，實現(xiàn)通信指揮網(wǎng)絡的全程暢通。

2.2 網(wǎng)絡機動靈活

由于災后營救行動過程的現(xiàn)場通信或對被施救人員的野外環(huán)境位置區(qū)域方位確定，或者是營救人員在各區(qū)域來回移動所需的實時通信，都在表明網(wǎng)絡拓撲結構的組織力度仍有待完善，同時也要一并增強其擴展能力。而網(wǎng)絡拓撲結構沒有中心控制節(jié)點，任何2個相鄰節(jié)點之間有一個位置發(fā)生了變化，都不會影響到通信功能，而是隨機調用另一個臨近節(jié)點的中繼功能來實現(xiàn)通信網(wǎng)絡的顯示暢通。由此可見，移動自組網(wǎng)中的節(jié)點能夠以任意速度、方式自由移動或者是以自身的原因加入、退出該自組織網(wǎng)絡，而且都不會影響到通信的過程質量。由此得出自組網(wǎng)具有良好的機動性，能夠保證災后營救人員在營救時進行定位搜救，并保持與指揮中心通信聯(lián)絡的優(yōu)質連續(xù)，便于指揮中心完成指揮調度，實現(xiàn)指揮中心對前沿的全局性合理督導。

2.3 組網(wǎng)成本低廉

通信網(wǎng)絡有2種，分別是：無線通信網(wǎng)絡和衛(wèi)星通信網(wǎng)絡兩種，實現(xiàn)方式均為單跳型，由于在這些傳統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中，節(jié)點收發(fā)設備信號的傳播范圍并非廣闊，即使得多數(shù)情況下需要通過一定的技術措施來擴大網(wǎng)絡的覆蓋面積。一是對于基站和終端，要加大發(fā)射功率，二是可以創(chuàng)建多個基站，但這些做法最終都將造成組網(wǎng)成本的大幅提升。而對于移動自組網(wǎng)技術來說，其中使用的通信方式為多跳型。多跳型的通信方式主要是指當遇到節(jié)點和目的地出現(xiàn)不能成功對接通信的情況時，可以利用中間的節(jié)點分組轉發(fā)節(jié)點和目的地的信號。通過對比這2種網(wǎng)絡方式，可以明確知道，多跳組網(wǎng)具有顯著優(yōu)越性，一是其成本很低，二是功耗、電磁干擾等通信缺陷相對較少。多跳組網(wǎng)對移動終端發(fā)揮的作用則尤為顯著，可使移動終端更趨靈活、且呈現(xiàn)更佳的便攜性。

2.4 網(wǎng)絡可靠性強

移動自組網(wǎng)主要通過網(wǎng)絡分布的方式來實際控制和操作，這即使得移動自組網(wǎng)中的每一個節(jié)點都將居于同等地位和作用，因而這些節(jié)點都將具有相同的功能，具體就是要求每一個節(jié)點都能夠具有路由和主機的功能。在移動自組網(wǎng)中，通信的傳輸鏈路不只是一條，而是會有很多條。因此，在傳輸過程中，可以采用路由算法來選擇得到一條最佳的傳輸鏈路[4]。實際情形是：如果這個傳輸?shù)逆溌烦霈F(xiàn)了問題，假設其中的一個節(jié)點發(fā)生了損壞，那么系統(tǒng)就會選擇另外一條鏈路來代替先前的鏈路，從而確保網(wǎng)絡的正常工作運行。綜上分析可得，移動自組網(wǎng)具有強大的抗破壞能力。這一特性將能可靠應用到執(zhí)行野外作業(yè)以及災后營救的過程中，可以使任何一個節(jié)點隨時隨地地加入和退出，從而確保了前方指揮中心通信網(wǎng)絡不致因任何事件陷于故障或者摧毀。

2.5 移動自組網(wǎng)缺點

對比傳統(tǒng)有線通信網(wǎng)絡以及衛(wèi)星通信網(wǎng)絡，雖然移動自組網(wǎng)技術表現(xiàn)出顯著鮮明優(yōu)勢，但卻也仍然存在一定的問題，具體闡述如下：一是其無線傳輸帶寬較低；二是容易受到一些自然因素的不利影響，通信鏈路的容量也并非恒定，在設計實現(xiàn)就會時常降級為單向無線信道；三是移動終端設備不一定都能滿足要求；四是采用移動電源供電，能源極其有限；此外，還由于移動自組網(wǎng)的獨特設計更使其同時存在一定的安全缺陷，諸如通道脆弱、拓撲結構動態(tài)、集中監(jiān)控難于實現(xiàn)以及移動節(jié)點自身的安全性也未臻理想等方面。這些問題使得移動自組網(wǎng)在實施構建中面臨嚴峻處境，因而在今后的課題研究中，需要逐步解決這些問題[5]。

3 移動自組網(wǎng)在災后營救中的具體應用

3.1 移動自組網(wǎng)與常規(guī)無線電臺的對比

在位置定位、災后營救過程中，高頻首選的通信手段就是常規(guī)無線電臺，因其攜帶方便、成本較低，最重要的就是還可以進行遠距離通信，但在如上優(yōu)勢背后還需看到，這一技術手段的通信帶寬卻有著一定局限，只能使用單通道進行傳輸。在此情況下，只有語音信號能夠完成傳輸，而圖像信號卻只會處于傳輸范圍外，這就使得前方指揮中心并不能充分了解前方現(xiàn)場的情況，從而無法作出最佳決策。而且，不僅如此，常規(guī)無線電臺還表現(xiàn)出頻道數(shù)量少、通信方式組播的缺點，由此將使得多方力量協(xié)同救援時，就會產(chǎn)生通信混亂。

相比常規(guī)無線電臺來，移動自組網(wǎng)通信的優(yōu)點就愈加明顯。一方面，其通信帶寬足夠大，既能夠傳輸圖像信號，又能夠多方位、多角度地報道現(xiàn)場情況，從而能夠助力后方指揮中心精準制定關鍵決策，為救援現(xiàn)場提供了現(xiàn)實理想的技術保障。另一方面，在傳統(tǒng)的組播通信方式的基礎上，移動自組網(wǎng)通信融入了點對點的方式，使得上級對下級發(fā)出命令時可以同時進行安排部署，避免了通信混亂，從而更加快速、高效地調動集結救援隊伍。

3.2 移動自組網(wǎng)與 3G 圖像傳輸對比

目前，公安消防部隊在組建現(xiàn)場通信時，通常使用3G 圖像傳輸方式，這種方式主要是通過便攜式終端采集圖像信息，并由無線基站接收信號，再通過有線通信線路進行傳輸，進而抵達指揮中心。但是，由于災害降臨時，無線通信基站以及有線線路一般均會中斷，使得此時將無法正常使用3G 圖像的傳輸方式[6]。而移動自組網(wǎng)技術具有適應性強、網(wǎng)絡可靠的特點，所以就能夠在這些相對極端的環(huán)境下，依然保持良好通信傳輸，最終，在搶險救援中發(fā)揮重要的作用。

3.3 應用范圍

眾所周知，災難營救現(xiàn)場大多將遭遇道路不通、通信中斷、基礎設施損毀、工作人員稀少等考驗，此時要使營救工作快速有效展開，基礎的通信保障將是必不可少、至關重要的。然而原有的通信設施大多損毀，重新架設即使在電力正常、道路優(yōu)良的情況都需要花費大量時間、 人力、物力。移動自組網(wǎng)則具有無需基礎設施、能夠方便快捷地增加或刪除一個節(jié)點（施救人員）、各個節(jié)點可以隨意移動、能夠快速實效地地建立起一個臨時通信網(wǎng)絡等優(yōu)點，因此尤為適合這一類的災后營救現(xiàn)場。移動自組網(wǎng)通過采用“存儲/攜帶/轉發(fā)” 的方式進行信息的傳遞，同時可以采用稱之為擺渡節(jié)點的外界節(jié)點進行輔助路由[7]。在災難營救現(xiàn)場，為了盡量縮短消息延遲，同時還可以在空中規(guī)劃一定數(shù)量的攜帶有通信設備的無人機增強消息的傳輸效率，保持與指揮部的及時通信。

4 結束語

針對移動自組網(wǎng)技術，文中以其發(fā)展過程以及其自身具有的一些優(yōu)勢為主要內容線索，通過對比野外環(huán)境的地域定位功能以及災后營救通訊使用的相關手段，可以得出，即使在無線基站損毀、通信線路癱瘓、道路不通等極端環(huán)境中，移動自組網(wǎng)也能夠高效率運轉，從而實現(xiàn)緊急狀況下的通信指揮功能。另外，雖然目前移動自組網(wǎng)技術還存在著一些現(xiàn)實問題，主要表現(xiàn)在動態(tài)路由算法的工作效率低、功耗高，通信系統(tǒng)生存時間較短等方面，但是在今后的實踐研究過程中，移動自組網(wǎng)必將逐漸躍升為災后通信指揮應用中核心重要的技術組成部分，從而獲得未來廣闊的應用發(fā)展空間。

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作者聯(lián)系方式：

姓 名：黃成兵

出生年月：1980年11月

出 生 地：四川省宜賓市

單位全稱：阿壩師范學院計算機科學系

職 稱：副教授

學 位：碩士

研究方向：計算機網(wǎng)絡技術

通訊地址：四川省阿壩州汶川縣水磨鎮(zhèn) 阿壩師范學院

郵 編：623002

作者Email：

聯(lián)系電話：18942828000

基金來源： 四川省教育廳自然科學重點基金資助項目（14ZA0306）；阿壩師范學院重點基金項（ASA12-23）

郵寄地址：四川省成都市都江堰市彩虹大道北段329號堰山和畔

收件人：黃成兵

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