無線電頻帶

無線電頻帶又稱無線電波段，無線電頻譜可分為下面的14 個頻帶，無線電頻率以Hz（赫茲）為單位，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。

在認知無線電中，用户的發射功率大小起着舉足輕重的作用，科學地進行功率控制，可以提高系統吞吐量以及通信服務質量。功率控制旨在有效降低同一個信道中的不同用户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：在保證授權用户服務質量不受損害的條件下，合理調節發射機功率，從而儘可能地降低接收機的接受功率。並且，功率控制還能起到降低能耗的作用，因為無線通信裏的較多可移動終端設備（如：手機和平板電腦等）都是由電池作為電源的，因而在現實生活中，倘若能夠適當降低移動終端的發射功率，那麼可以延長其使用的時間，減少電池的充電次數，從而提升電池的續航能力。 ^[1] 

無線電頻帶技術的出現，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，來選擇性的接入授權頻帶發送數據，很好的彌補了無線電頻帶從授權頻帶離開後造成的頻帶空閒現象，但 無線電頻帶對授權頻帶資源的利用是建立在保證通訊質量不遭受到嚴重損害的前提下才能實現的，然而 無線電頻帶使用授權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。合理分配用户發送功率的，不光在很大程度上降低了主用户和次用户間的干擾，並且能夠最大化系統吞吐量，還能夠降低能源損耗。在 無線電頻帶系統中，認知用户經過頻譜感知，檢測出授權用户的狀態，再加上功率的合理分配，以最大化其傳輸數據量的狀態接入授權頻帶。因此出於對授權用户的通信質量干擾最小化的目的出發，如何科學地對功率進行調整，成為了現如今 無線電頻帶系統中功率分配技術的重中之重，其中限制功率分配的因素主要有以下幾點： 無線電頻帶的發送功率限制。在實際的無線通信裏面，由於考慮到了能耗的因素，無線電頻帶的發送功率被收到了嚴格的限制。大家普遍認為，對發送功率的限制包含了對最高的發送功率限制以及對平均的發送功率限制這兩方面。並且需要保證 無線電頻帶的傳輸功率不得高於 無線電頻帶系統傳輸功率的總合。

系統中的頻帶感知技術、頻帶共享接入技無線電頻帶術以及功率分配技術。頻譜感知技術的基本原理以及相應無線電頻帶的工作流程，接下來對幾種經常用到的頻譜感知技術做了簡單的介紹，而且通無線電頻帶過表格的方式呈現出了不同的頻譜感知技術在實際應用中的優劣性。多種頻譜共享接入技術，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。做功率分配技術的研究，意義：無線電頻帶接下來功率分配技術的限制因素；最後幾種常見的功率分配理論。無線電頻帶其間，對頻譜感知技術中的能量檢測法、基於感知的頻譜共享接入技術以及功無線電頻帶率分配技術中的凸優化理論做了着重的介紹。 ^[2] 

介紹的井下無線電緊急通信系統經10年研究而成，它消除傳統的“有線”礦用系統長期存在的問題，緊急情況下運用LF/MF頻帶信號進行通信，用現有傳輸波導可減少無線電系統的安裝與維修費用。但LF/MF系統在中繼器工藝還存有障礙。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:有效利用現有的波導結構使採區無線電信號以低衰減頻率傳播。分佈與通路中繼器不僅利用了LF與MF信號沿導體波導傳輸的低衰減率，而在設計上要求與井下電磁波的傳播特性兼容。USBM一PRC的無線電系統最早採用LF無線電信號頻率來連結全礦中繼器網絡中的中繼器。這一工藝上的突破使全礦範圍的通信成為可能。LF/MF頻帶中繼器與移動式無線電收發機很需要使用磁性偶極天線。礦井工作性質與環境而異，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的蒙德(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機網絡中繼器之間應用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中繼器方法還採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機環形天線之間的無線電信號。實際中出於對天線設計及理論禍合的考慮，通信系統信號採用LF與MF輸帶間250~520kHz這一段的頻率信號。一個最優的無線電通信系統，其導體傳輸在LF頻帶，移動式收發抓與傳輸線路間的信號禍合則在限定的LF/MF頻帶內。

當下的社會是信息技術的社會，無線通訊技術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展為當今的數字通信模式，無線業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，同時由於無線局域網、4G、5G、物聯網的快速發展，頻帶資源的緊缺已經阻礙了較高性能的數據傳輸服務。頻譜資源由授權頻譜、非授權頻譜構成，歸國家工信部統一管。授權頻譜：被授權的設備可以接入的頻譜；非授權頻譜：被授權的設備在保證別的設備正常工作的同時，並且不對其產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備間的干擾，但還是存在以下幾點不足：一、隨着複雜多樣的無線通訊業務的出現，人們關於其的需求和要求也快速增長，傳統的頻帶分配手段已經不能滿足用户的需要。尤其是在商場、體育場、學校等人口密集區域，很難保證通信的暢通。

頻譜感知的實質是SU對PU的感知，通過檢測PU是否正在授權頻帶工作，從而決定是否接入授權頻帶，但每一次的感知並不一定都是正確的，所以此時就會出現虛警概率和檢測概率，以此來衡量一個系統的檢測性能。錯誤檢測的概率。由於噪聲和干擾的客觀存在，如果噪聲信號的幅度大於檢測門限值的時候，就會誤以為空閒的正處在忙碌的狀態，因而判定授權頻帶被佔用，從而不接入頻帶。的大小關乎着 進入授權頻譜機會的大小，若大，那麼會影響頻譜的利用率。即正確檢測的概率。也就是説 的實際是工作狀態，感知結果也為忙碌，即為正確感知。活躍狀態：一個完善的活躍狀態模型不只需要巨大的狀態信息庫，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一分析。馬爾可夫模型是當今大家認同的描繪授權用户活躍情況的模型。 ^[3]