近年來(lái),隨著就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)越演越烈,關(guān)于畢業(yè)生就業(yè)質(zhì)量問(wèn)題的研討亦日益廣泛深入。下面是學(xué)習(xí)啦小編為大家推薦的計(jì)算機(jī)論文，供大家參考。

　　計(jì)算機(jī)論文范文一：認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)組成與運(yùn)用場(chǎng)景探析

　　認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)組成

　　認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)是指采用認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的無(wú)線通信系統(tǒng)，它借助于更加靈活的收發(fā)信機(jī)平臺(tái)和增強(qiáng)的計(jì)算智能使得通信系統(tǒng)更加靈活。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)主要包括信息獲取、學(xué)習(xí)以及決策與調(diào)整3個(gè)功能模塊，如圖1所示[3]。

　　認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的首要特征是獲取無(wú)線電外部環(huán)境、內(nèi)部狀態(tài)和相關(guān)政策等知識(shí)，以及監(jiān)控用戶需求的能力。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)具備獲取無(wú)線電外部環(huán)境并進(jìn)行分析處理的能力，例如，通過(guò)對(duì)當(dāng)前頻譜使用情況的分析，可以表示出無(wú)線通信系統(tǒng)的載波頻率和通信帶寬，甚至可以得到其覆蓋范圍和干擾水平等信息;認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)具備獲取無(wú)線電內(nèi)部狀態(tài)信息能力，這些信息可以通過(guò)其配置信息、流量負(fù)載分布信息和發(fā)射功率等來(lái)得到;認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)具備獲取相關(guān)政策信息的能力，無(wú)線電政策信息規(guī)定了特定環(huán)境下認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)可以使用的頻帶，最大發(fā)射功率以及相鄰節(jié)點(diǎn)的頻率和帶寬等;認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)具備監(jiān)控用戶需求并根據(jù)用戶需求進(jìn)行決策調(diào)整的能力。如表1所示，用戶的業(yè)務(wù)需求一般可以分為話音、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(比如圖像)和非實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)(比如大的文件包)3類，不同類型的業(yè)務(wù)對(duì)通信QoS的要求也不同。

　　認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的第2個(gè)主要特征是學(xué)習(xí)的能力。學(xué)習(xí)過(guò)程的目標(biāo)是使用認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)以前儲(chǔ)存下來(lái)的決策和結(jié)果的信息來(lái)提高性能。根據(jù)學(xué)習(xí)內(nèi)容的不同，學(xué)習(xí)方法可以分為3類。第一類是監(jiān)督學(xué)習(xí)，用于對(duì)外部環(huán)境的學(xué)習(xí)，主要是利用實(shí)測(cè)的信息對(duì)估計(jì)器進(jìn)行訓(xùn)練;第2類是無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)，用于對(duì)外部環(huán)境的學(xué)習(xí)，主要是提取外部環(huán)境相關(guān)參數(shù)的變化規(guī)律;第3類是強(qiáng)化學(xué)習(xí)，用于對(duì)內(nèi)部規(guī)則或行為的學(xué)習(xí)，主要是通過(guò)獎(jiǎng)勵(lì)和懲罰機(jī)制突出適應(yīng)當(dāng)前環(huán)境的規(guī)則或行為，拋棄不適合當(dāng)前環(huán)境的規(guī)則或行為。機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)根據(jù)學(xué)習(xí)機(jī)制可以分為:機(jī)械式學(xué)習(xí)、基于解釋的學(xué)習(xí)、指導(dǎo)式學(xué)習(xí)、類比學(xué)習(xí)和歸納學(xué)習(xí)等。

　　認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的第3個(gè)主要特性是根據(jù)獲取的知識(shí)，動(dòng)態(tài)、自主地調(diào)整它的工作參數(shù)和協(xié)議的能力，目的是實(shí)現(xiàn)一些預(yù)先確定的目標(biāo)，如避免對(duì)其他無(wú)線電系統(tǒng)的不利干擾。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的可調(diào)整性不需要用戶干涉。它可以實(shí)時(shí)地調(diào)整工作參數(shù)，以達(dá)到合適的通信質(zhì)量;或是為了改變某連接中的無(wú)線接入技術(shù);或是調(diào)整系統(tǒng)中的無(wú)線電資源;或是為了減小干擾而調(diào)整發(fā)射功率。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)分析獲取的知識(shí)，動(dòng)態(tài)、自主地做出決策并進(jìn)行重構(gòu)。做出重構(gòu)決策后，為響應(yīng)控制命令，認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)可以根據(jù)這些決策來(lái)改變它的工作參數(shù)和/或協(xié)議。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的決策過(guò)程可能包括理解多用戶需求和無(wú)線工作環(huán)境，建立政策，該政策的目的是為支持這些用戶的共同需求選擇合適的配置。

　　認(rèn)知無(wú)線電與其他無(wú)線電的關(guān)系

　　在認(rèn)知無(wú)線電提出之前，已經(jīng)有一些“某某無(wú)線電”的概念，如軟件定義無(wú)線電、自適應(yīng)無(wú)線電等，它們與認(rèn)知無(wú)線電間的關(guān)系如圖2所示。軟件定義無(wú)線電被認(rèn)為是認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的一種使能技術(shù)。軟件定義無(wú)線電不需要CRS的特性來(lái)進(jìn)行工作。SDR和CRS處于不同的發(fā)展階段，即采用SDR應(yīng)用的無(wú)線電通信系統(tǒng)已經(jīng)得到利用，而CRS正處于研究階段，其應(yīng)用也正處于研究和試驗(yàn)當(dāng)中。SDR和CRS并非是無(wú)線電通信業(yè)務(wù)，而是可以在任何無(wú)線電通信業(yè)務(wù)中綜合使用的技術(shù)。自適應(yīng)無(wú)線電可以通過(guò)調(diào)整參數(shù)與協(xié)議，以適應(yīng)預(yù)先設(shè)定的信道與環(huán)境。與認(rèn)知無(wú)線電相比，自適應(yīng)無(wú)線電由于不具有學(xué)習(xí)能力，不能從獲取的知識(shí)與做出的決策中進(jìn)行學(xué)習(xí)，也不能通過(guò)學(xué)習(xí)改善知識(shí)獲取的途徑、調(diào)整相應(yīng)的決策，因此，它不能適應(yīng)未預(yù)先設(shè)定的信道與環(huán)境?？芍貥?gòu)無(wú)線電是一種硬件功能可以通過(guò)軟件控制來(lái)改變的無(wú)線電，它能夠更新部分或全部的物理層波形，以及協(xié)議棧的更高層?；诓呗缘臒o(wú)線電可以在未改變內(nèi)部軟件的前提下通過(guò)更新來(lái)適應(yīng)當(dāng)?shù)乇O(jiān)管政策。對(duì)于較新的無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)，因特網(wǎng)路由器一直都是基于策略的。這樣，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商就可以使用策略來(lái)控制訪問(wèn)權(quán)限、分配資源以及修改網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和行為。對(duì)于認(rèn)知無(wú)線電來(lái)說(shuō)，基于策略技術(shù)應(yīng)該能夠使產(chǎn)品可以在全世界通用，可以自動(dòng)地適應(yīng)當(dāng)?shù)乇O(jiān)管要求，而且當(dāng)監(jiān)管規(guī)則隨時(shí)間和經(jīng)驗(yàn)變化時(shí)可以自動(dòng)更新。智能無(wú)線電是一種根據(jù)以前和當(dāng)前情況對(duì)未來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)，并提前進(jìn)行調(diào)整的無(wú)線電。與智能無(wú)線電比較，自適應(yīng)無(wú)線電只根據(jù)當(dāng)前情況確定策略并進(jìn)行調(diào)整，認(rèn)知無(wú)線電可以根據(jù)以前的結(jié)果進(jìn)行學(xué)習(xí)，確定策略并進(jìn)行調(diào)整。

　　認(rèn)知無(wú)線電關(guān)鍵技術(shù)

　　認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括無(wú)線頻譜感知技術(shù)、智能資源管理技術(shù)、自適應(yīng)傳輸技術(shù)與跨層設(shè)計(jì)技術(shù)等，它們是認(rèn)知無(wú)線電區(qū)別傳統(tǒng)無(wú)線電的特征技術(shù)[4，5]。

　　頻譜檢測(cè)按照檢測(cè)策略可以分為物理層檢測(cè)、MAC層檢測(cè)和多用戶協(xié)作檢測(cè)，如圖3所示。3.1.1物理層檢測(cè)物理層的檢測(cè)方法主要是通過(guò)在時(shí)域、頻域和空域中檢測(cè)授權(quán)頻段是否存在授權(quán)用戶信號(hào)來(lái)判定該頻段是否被占用，物理層的檢測(cè)可以分為以下3種方式:發(fā)射機(jī)檢測(cè)的主要方法包括能量檢測(cè)、匹配濾波檢測(cè)和循環(huán)平穩(wěn)特性檢測(cè)等，以及基于這些方法中某一種的多天線檢測(cè)。當(dāng)授權(quán)用戶接收機(jī)接收信號(hào)時(shí)，需要使用本地振蕩器將信號(hào)從高頻轉(zhuǎn)換到中頻，在這個(gè)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，一些本地振蕩器信號(hào)的能量不可避免地會(huì)通過(guò)天線泄露出去，因而可以通過(guò)將低功耗的檢測(cè)傳感器安置在授權(quán)用戶接收機(jī)的附近來(lái)檢測(cè)本振信號(hào)的能量泄露，從而判斷授權(quán)用戶接收機(jī)是否正在工作。干擾溫度模型使得人們把評(píng)價(jià)干擾的方式從大量發(fā)射機(jī)的操作轉(zhuǎn)向了發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間以自適應(yīng)方式進(jìn)行的實(shí)時(shí)性交互活動(dòng)，其基礎(chǔ)是干擾溫度機(jī)制，即通過(guò)授權(quán)用戶接收機(jī)端的干擾溫度來(lái)量化和管理無(wú)線通信環(huán)境中的干擾源。MAC層檢測(cè)主要關(guān)注多信道條件下如何提高吞吐量或頻譜利用率的問(wèn)題，另外還通過(guò)對(duì)信道檢測(cè)次序和檢測(cè)周期的優(yōu)化，使檢測(cè)到的可用空閑信道數(shù)目最多，或使信道平均搜索時(shí)間最短。MAC層檢測(cè)主要可以分為以下2種方式:主動(dòng)式檢測(cè)是一種周期性檢測(cè)，即在認(rèn)知用戶沒(méi)有通信需求時(shí)，也會(huì)周期性地檢測(cè)相關(guān)信道，利用周期性檢測(cè)獲得的信息可以估計(jì)信道使用的統(tǒng)計(jì)特性。被動(dòng)式檢測(cè)也稱為按需檢測(cè)，認(rèn)知用戶只有在有通信需求時(shí)才依次檢測(cè)所有授權(quán)信道，直至發(fā)現(xiàn)可用的空閑信道。由于多徑衰落和遮擋陰影等不利因素，單個(gè)認(rèn)知用戶難以對(duì)是否存在授權(quán)用戶信號(hào)做出正確的判決，因此需要多個(gè)認(rèn)知用戶間相互協(xié)作，以提高頻譜檢測(cè)的靈敏度和準(zhǔn)確度，并縮短檢測(cè)的時(shí)間。協(xié)作檢測(cè)結(jié)合了物理層和MAC層功能的檢測(cè)技術(shù)，不僅要求各認(rèn)知用戶自身具有高性能的物理層檢測(cè)技術(shù)，更需要MAC層具有高效的調(diào)度和協(xié)調(diào)機(jī)制。

　　智能資源管理的目標(biāo)是在滿足用戶QoS要求的條件下，在有限的帶寬上最大限度地提高頻譜效率和系統(tǒng)容量，同時(shí)有效避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生。在認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)的總?cè)萘烤哂幸欢ǖ臅r(shí)變性，因此需要采取一定的接入控制算法，以保障新接入的連接不會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中已有連接的QoS需求造成影響。動(dòng)態(tài)頻譜接入概念模型一般可分為圖4所示的3類。動(dòng)態(tài)專用模型保留了現(xiàn)行靜態(tài)頻譜管理政策的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，即頻譜授權(quán)給特定的通信業(yè)務(wù)專用。此模型的主要思想是引入機(jī)會(huì)性來(lái)改善頻譜利用率，并包含2種實(shí)現(xiàn)途徑:頻譜產(chǎn)權(quán)和動(dòng)態(tài)頻譜分配。開(kāi)放共享模型，又稱為頻譜公用模型，這個(gè)模型向所有用戶開(kāi)放頻譜使其共享，例如ISM頻段的開(kāi)放共享方式。分層接入模型的核心思想是開(kāi)放授權(quán)頻譜給非授權(quán)用戶，但在一定程度上限制非授權(quán)用戶的操作，以免對(duì)授權(quán)用戶造成干擾，有頻譜下墊與頻譜填充2種。認(rèn)知無(wú)線電中的頻譜分配主要基于2種接入策略:①正交頻譜接入。在正交頻譜接入中，每條信道或載波某一時(shí)刻只允許一個(gè)認(rèn)知用戶接入，分配結(jié)束后，認(rèn)知用戶之間的通信信道是相互正交的，即用戶之間不存在干擾(或干擾可以忽略不計(jì))。②共享頻譜接入。在共享頻譜接入中，認(rèn)知用戶同時(shí)接入授權(quán)用戶的多條信道或載波，用戶除需考慮授權(quán)用戶的干擾容限外，還需要考慮來(lái)自其他用戶的干擾。根據(jù)授權(quán)用戶的干擾容限約束，在上述2種接入策略下又可以分為以下2種頻譜接入模式:填充式頻譜接入和下墊式頻譜接入。對(duì)于填充式頻譜接入，認(rèn)知用戶伺機(jī)接入“頻譜空穴”，它們只需要在授權(quán)用戶出現(xiàn)時(shí)及時(shí)地出讓頻譜而不存在與授權(quán)用戶共享信道時(shí)的附加干擾問(wèn)題，此種方法易于實(shí)現(xiàn)，且不需要現(xiàn)有通信設(shè)備提供干擾容限參數(shù)。在下墊式頻譜接入模式下，認(rèn)知用戶與授權(quán)用戶共享頻譜，需要考慮共用信道時(shí)所附加的干擾限制。

　　在不影響通信質(zhì)量的前提下，進(jìn)行功率控制盡量減少發(fā)射信號(hào)的功率，可以提高信道容量和增加用戶終端的待機(jī)時(shí)間。認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的功率控制算法設(shè)計(jì)面臨的是一個(gè)多目標(biāo)的聯(lián)合優(yōu)化問(wèn)題，由于不同目標(biāo)的要求不同，存在著多種折中的方案。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景的不同，現(xiàn)有的認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的功率控制算法可以分成2大類:一是適用于分布式場(chǎng)景下的功率控制策略，一是適用于集中式場(chǎng)景下的功率控制策略。分布式場(chǎng)景下的功率控制策略大多以博弈論為基礎(chǔ)，也有參考傳統(tǒng)Adhoc網(wǎng)絡(luò)中功率控制的方法，從集中式策略入手，再將集中式策略轉(zhuǎn)換成分布式策略;而集中式場(chǎng)景下的功率控制策略大多利用基站能集中處理信息的便利，采取聯(lián)合策略，即將功率控制與頻譜分配結(jié)合或是將功率控制與接入控制聯(lián)合考慮等。

　　自適應(yīng)傳輸可以分為基于業(yè)務(wù)的自適應(yīng)傳輸和基于信道質(zhì)量的自適應(yīng)傳輸。基于業(yè)務(wù)的自適應(yīng)傳輸是為了滿足多業(yè)務(wù)傳輸不同的QoS需求，其主要在上層實(shí)現(xiàn)，不用考慮物理層實(shí)際的傳輸性能，目前有線網(wǎng)絡(luò)中就考慮了這種自適應(yīng)傳輸技術(shù)。認(rèn)知無(wú)線電可以根據(jù)感知的環(huán)境參數(shù)和信道估計(jì)結(jié)果，利用相關(guān)的技術(shù)優(yōu)化無(wú)線電參數(shù)，調(diào)整相關(guān)的傳輸策略。這里的優(yōu)化是指無(wú)線通信系統(tǒng)在滿足用戶性能水平的同時(shí)，最小化其消耗的資源，如最小化占用帶寬和功率消耗等。物理層和媒體控制層可能調(diào)整的參數(shù)包括中心頻率、調(diào)制方式、符號(hào)速率、發(fā)射功率、信道編碼方法和接入控制方法等。顯然，這是一種非線性多參數(shù)多目標(biāo)優(yōu)化過(guò)程。

　　現(xiàn)有的分層協(xié)議棧在設(shè)計(jì)時(shí)只考慮了通信條件最惡劣的情況，導(dǎo)致了無(wú)法對(duì)有限的頻譜資源及功率資源進(jìn)行有效的利用?？鐚釉O(shè)計(jì)通過(guò)在現(xiàn)有分層協(xié)議棧各層之間引入并傳遞特定的信息來(lái)協(xié)調(diào)各層之間的運(yùn)行，以與復(fù)雜多變的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境相適應(yīng)，從而滿足用戶對(duì)各種新的業(yè)務(wù)應(yīng)用的不同需求。跨層設(shè)計(jì)的核心就是使分層協(xié)議棧各層能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境以及用戶需求的變化，自適應(yīng)地對(duì)網(wǎng)絡(luò)的各種資源進(jìn)行優(yōu)化配置。在認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中，主要有以下幾種跨層設(shè)計(jì)技術(shù):為了選擇合適的頻譜空穴，動(dòng)態(tài)頻譜管理策略需要考慮高層的QoS需求、路由、規(guī)劃和感知的信息，通信協(xié)議各層之間的相互影響和物理層的緊密結(jié)合使得動(dòng)態(tài)頻譜管理方案必須是跨層設(shè)計(jì)的。頻譜移動(dòng)性功能需要同頻譜感知等其他頻譜管理功能結(jié)合起來(lái)，共同決定一個(gè)可用的頻段。為了估計(jì)頻譜切換持續(xù)時(shí)間對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能造成的影響，需要知道鏈路層的信息和感知延遲。網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層也應(yīng)該知道這個(gè)持續(xù)時(shí)間，以減少突然的性能下降;另外，路由信息對(duì)于使用頻譜切換的路由發(fā)現(xiàn)過(guò)程也很重要。頻譜共享的性能直接取決于認(rèn)知無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中頻譜感知的能力，頻譜感知主要是物理層的功能。然而，在合作式頻譜感知情況下，認(rèn)知無(wú)線電用戶之間需要交換探測(cè)信息，因此頻譜感知和頻譜共享之間的跨層設(shè)計(jì)很有必要。在認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)中，由于多跳通信中的每一跳可用頻譜都可能不同，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)渑渲镁托枰李l譜感知的信息，而且，認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)路由設(shè)計(jì)的一個(gè)主要思路就是路由與頻譜決策相結(jié)合。

　　認(rèn)知無(wú)線電應(yīng)用場(chǎng)景

　　認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)不僅能有效地使用頻譜，而且具有很多潛在的能力，如提高系統(tǒng)靈活性、增強(qiáng)容錯(cuò)能力和提高能量效率等?；谏鲜鰞?yōu)勢(shì)，認(rèn)知無(wú)線電在民用領(lǐng)域和軍用領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

　　頻譜效率的提高既可以通過(guò)提高單個(gè)無(wú)線接入設(shè)備的頻譜效率，也可以通過(guò)提高各個(gè)無(wú)線接入技術(shù)的共存性能。這種新的頻譜利用方式有望增加系統(tǒng)的性能和頻譜的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此，認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的這些共存/共享性能的提高推動(dòng)了頻譜利用的一種新方式的發(fā)展，并且以一種共存/共享的方式使獲得新的頻譜成為可能。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的能力還有助于提高系統(tǒng)靈活性，主要包括提高頻譜管理的靈活性，改善設(shè)備在生命周期內(nèi)操作的靈活性以及提高系統(tǒng)魯棒性等。容錯(cuò)性是通信系統(tǒng)的一項(xiàng)主要性能，而認(rèn)知無(wú)線電可以有效改善通信系統(tǒng)的容錯(cuò)能力。通常容錯(cuò)性主要是基于機(jī)內(nèi)測(cè)試、故障隔離和糾錯(cuò)措施。認(rèn)知無(wú)線電對(duì)容錯(cuò)性的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)具有學(xué)習(xí)故障、響應(yīng)和錯(cuò)誤信息的能力。認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)可以通過(guò)調(diào)整工作參數(shù)，比如帶寬或者基于業(yè)務(wù)需求的信號(hào)處理算法來(lái)改善功率效率。

　　認(rèn)知無(wú)線電所要解決的是資源的利用率問(wèn)題，在農(nóng)村地區(qū)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)可以總結(jié)為如下。農(nóng)村無(wú)線電頻譜的使用，主要占用的頻段為廣播、電視頻段和移動(dòng)通信頻段。其特點(diǎn)是廣播頻段占用與城市基本相同，電視頻段利用較城市少，移動(dòng)通信頻段占用較城市更少。因此，從頻率域考慮，可利用的頻率資源較城市豐富。農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度一般不如城市，除電視頻段的占用相對(duì)固定外，移動(dòng)通信的使用率不及城市，因此，被分配使用的頻率利用率相對(duì)較低。由于農(nóng)村地廣人稀，移動(dòng)蜂窩受輻射半徑的限制，使得大量地域無(wú)移動(dòng)通信頻率覆蓋，尤其是邊遠(yuǎn)地區(qū)，頻率空間的可用資源相當(dāng)豐富。

　　在異構(gòu)無(wú)線環(huán)境中，一個(gè)或多個(gè)運(yùn)營(yíng)商在分配給他們的不同頻段上運(yùn)行多種無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，采用認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)，就允許終端具有選擇不同運(yùn)營(yíng)商和/或不同無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的能力，其中有些還可能具有在不同無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)上支持多個(gè)同步連接的能力。由于終端可以同時(shí)使用多種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，因此應(yīng)用的通信帶寬增大。隨著終端的移動(dòng)和/或無(wú)線環(huán)境的改變，可以快速切換合適的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)以保證穩(wěn)定性。

　　在軍事通信領(lǐng)域，認(rèn)知無(wú)線電可能的應(yīng)用場(chǎng)景包括以下3個(gè)方面。認(rèn)知抗干擾通信。由于認(rèn)知無(wú)線電賦予電臺(tái)對(duì)周圍環(huán)境的感知能力，因此能夠提取出干擾信號(hào)的特征，進(jìn)而可以根據(jù)電磁環(huán)境感知信息、干擾信號(hào)特征以及通信業(yè)務(wù)的需求選取合適的抗干擾通信策略，大大提升電臺(tái)的抗干擾水平。戰(zhàn)場(chǎng)電磁環(huán)境感知。認(rèn)知無(wú)線電的特點(diǎn)之一就是將電感環(huán)境感知與通信融合為一體。由于每一部電臺(tái)既是通信電臺(tái)，也是電磁環(huán)境感知電臺(tái)，因此可以利用電臺(tái)組成電磁環(huán)境感知網(wǎng)絡(luò)，有效地滿足電磁環(huán)境感知的全時(shí)段、全頻段和全地域要求。戰(zhàn)場(chǎng)電磁頻譜管理?，F(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)的電磁頻譜已經(jīng)不再是傳統(tǒng)的無(wú)線電通信頻譜，靜態(tài)的和集重視的頻譜管理策略已不能滿足靈活多變的現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)的要求?；谡J(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的戰(zhàn)場(chǎng)電磁頻譜管理將多種作戰(zhàn)要素賦予頻譜感知能力，使頻譜監(jiān)測(cè)與頻譜管理同時(shí)進(jìn)行，大大提高了頻譜監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，拓寬了頻譜管理的涵蓋頻段。

　　結(jié)束語(yǔ)

　　如何提升頻譜利用率，來(lái)滿足用戶的帶寬需求;如何使無(wú)線電智能化，以致能夠自主地發(fā)現(xiàn)何時(shí)、何地以及如何使用無(wú)線資源獲取信息服務(wù);如何有效地從環(huán)境中獲取信息、進(jìn)行學(xué)習(xí)以及做出有效的決策并進(jìn)行調(diào)整，所有這些都是認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)要解決的問(wèn)題。認(rèn)知無(wú)線電技術(shù)的提出，為實(shí)現(xiàn)無(wú)線環(huán)境感知、動(dòng)態(tài)資源管理、提高頻譜利用率和實(shí)現(xiàn)可靠通信提供了強(qiáng)有力的支撐。認(rèn)知無(wú)線電有著廣闊的應(yīng)用前景，是無(wú)線電技術(shù)發(fā)展的又一個(gè)里程碑。

　　計(jì)算機(jī)論文范文二：遠(yuǎn)程無(wú)線管控體系的設(shè)計(jì)研究

　　1引言

　　隨著我國(guó)航天事業(yè)的發(fā)展,測(cè)量船所承擔(dān)的任務(wù)呈現(xiàn)高密度、高強(qiáng)度的趨勢(shì),造成碼頭期間的任務(wù)準(zhǔn)備工作越來(lái)越繁重,面臨著考核項(xiàng)目多、考核時(shí)間短和多船協(xié)調(diào)對(duì)標(biāo)等現(xiàn)實(shí)情況,如何提高對(duì)標(biāo)效率、確保安全可靠對(duì)標(biāo)成為緊迫的課題。由于保密要求,原研制的遠(yuǎn)程標(biāo)?？刂葡到y(tǒng)無(wú)法接入現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò),而鋪設(shè)專網(wǎng)的耗資巨大,性價(jià)比低,也非首選方案。近些年來(lái),無(wú)線通信已經(jīng)成為信息通信領(lǐng)域中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣的技術(shù),廣泛應(yīng)用于家居、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、航天等領(lǐng)域,已成為信息時(shí)代社會(huì)生活不可或缺的一部分[1],這種技術(shù)也為解決測(cè)量船遠(yuǎn)程控制標(biāo)校設(shè)備提供了支持。本文通過(guò)對(duì)常用中遠(yuǎn)距離無(wú)線通信方式的比較,擇優(yōu)選擇了無(wú)線網(wǎng)橋,采用了橋接中繼的網(wǎng)絡(luò)模式,通過(guò)開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)程設(shè)備端的網(wǎng)絡(luò)控制模塊,以及相應(yīng)的控制軟件,實(shí)現(xiàn)了測(cè)量船對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備的有效、安全控制。

　　2無(wú)線通信方式比較

　　無(wú)線通信技術(shù)是利用電磁波信號(hào)在自由空間中進(jìn)行信息傳播的一種通信方式,按技術(shù)形式可分為兩類:一是基于蜂窩的接入技術(shù),如蜂窩數(shù)字分組數(shù)據(jù)、通用分組無(wú)線傳輸技術(shù)、EDGE等;二是基于局域網(wǎng)的技術(shù),如WLAN、Bluetooth、IrDA、Home-RF、微功率短距離無(wú)線通信技術(shù)等。在中遠(yuǎn)距離無(wú)線通信常用的有ISM頻段的通信技術(shù)(比如ZigBee以及其他頻段的數(shù)傳模塊等)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(比如GSM、GPRS以及無(wú)線網(wǎng)橋等)?；贗SM頻段的數(shù)傳模塊的通信頻率為公共頻段,產(chǎn)品開(kāi)發(fā)沒(méi)有限制,因此發(fā)展非常迅速,得到了廣泛應(yīng)用。特別是近年來(lái)新興的ZigBee技術(shù),因其低功耗、低復(fù)雜度、低成本,尤其是采用自組織方式組網(wǎng),對(duì)網(wǎng)段內(nèi)設(shè)備數(shù)量不加限制,可以靈活地完成網(wǎng)絡(luò)鏈接,在智能家居、無(wú)線抄表等網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中得到應(yīng)用[2]。但是,對(duì)于本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)而言,需要分別研制控制點(diǎn)和被控制點(diǎn)的硬件模塊,并需通過(guò)軟件配置網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng),研制成本高,故非本系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的最優(yōu)方案。

　　GSM、GPRS這種無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ罟ぷ鞅夭豢缮俚牟糠?在其他如無(wú)線定位、遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域的應(yīng)用也屢見(jiàn)不鮮[3],但是由于保密、通信費(fèi)用、開(kāi)發(fā)成本等因素,也無(wú)法適用于本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。而無(wú)線網(wǎng)橋?yàn)楸鞠到y(tǒng)的低成本、高效率的研發(fā)提供了有利支持,是開(kāi)發(fā)本系統(tǒng)的首選無(wú)線通信方式。無(wú)線網(wǎng)橋是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的橋接,它可在兩個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間搭起通信的橋梁,也是無(wú)線接入點(diǎn)的一個(gè)分支。無(wú)線網(wǎng)橋工作在2•4GHz或5•8GHz的免申請(qǐng)無(wú)線執(zhí)照的頻段,因而比其他有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備更方便部署,特別適用于城市中的近距離、遠(yuǎn)距離通信。

　　3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　該遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)是以保障測(cè)量船對(duì)遠(yuǎn)端標(biāo)校設(shè)備的有效控制為目標(biāo),包括標(biāo)校設(shè)備的開(kāi)關(guān)機(jī)、狀態(tài)參數(shù)的采集等,主要由測(cè)量船控制微機(jī)、標(biāo)校設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)控制模塊、主控微機(jī)以及無(wú)線網(wǎng)橋等組成。工作流程為測(cè)量船控制微機(jī)或主控微機(jī)發(fā)送控制指令,通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋進(jìn)行信息傳播,網(wǎng)絡(luò)控制模塊接收、解析指令,按照Modbus協(xié)議規(guī)定的數(shù)據(jù)格式通過(guò)串口發(fā)給某一標(biāo)校設(shè)備,該標(biāo)校設(shè)備響應(yīng)控制指令并執(zhí)行;網(wǎng)絡(luò)控制模塊定時(shí)發(fā)送查詢指令,并將采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)打包,通過(guò)無(wú)線發(fā)給遠(yuǎn)程控制微機(jī),便于操作人員監(jiān)視。網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議采用UDP方式,對(duì)于測(cè)量船控制微機(jī)、主控微機(jī)僅需按照一定的數(shù)據(jù)格式發(fā)送或接收UDP包即可。網(wǎng)絡(luò)控制模塊是系統(tǒng)的核心部件,是本文研究、設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。目前,常用的網(wǎng)絡(luò)芯片主要有ENC28J60、CP2200等,這里選用了ENC28J60,設(shè)計(jì)、加工了基于STC89C52RC單片機(jī)的硬件電路。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息處理軟件模塊的開(kāi)發(fā),滿足了網(wǎng)絡(luò)信息交互的功能要求;通過(guò)Modbus串口協(xié)議軟件模塊的開(kāi)發(fā),滿足了標(biāo)校設(shè)備監(jiān)控功能,從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)。

　　3.1組網(wǎng)模式

　　無(wú)線網(wǎng)橋有3種工作方式,即點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)、中繼連接。根據(jù)系統(tǒng)的控制要求以及環(huán)境因素,本系統(tǒng)采用了中繼連接的方式,其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淙鐖D1所示。從圖中可以清晰看出,這種中繼連接方式在遠(yuǎn)程控制端布置兩個(gè)無(wú)線網(wǎng)橋,分別與主控點(diǎn)和客戶端進(jìn)行通信,通過(guò)網(wǎng)絡(luò)控制模塊完成數(shù)據(jù)交互,從而完成組網(wǎng)。

　　3.2安全防范

　　由于是開(kāi)放性設(shè)計(jì),無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全是一個(gè)必須考慮的問(wèn)題。本系統(tǒng)的特點(diǎn)是非定時(shí)或全天候開(kāi)機(jī),涉密數(shù)據(jù)僅為頻點(diǎn)參數(shù),而被控設(shè)備自身均有保護(hù)措施(協(xié)議保護(hù))。因此,系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)重點(diǎn)考慮接入點(diǎn)防范、防止攻擊,采取的措施有登錄密碼設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)密匙設(shè)置、固定IP、對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)體的涉密數(shù)據(jù)采取動(dòng)態(tài)加密等方式,從而最大限度地防止了“被黑”。同時(shí),采用了網(wǎng)絡(luò)防雷器來(lái)防護(hù)雷電破壞。

　　3.3網(wǎng)絡(luò)控制模塊設(shè)計(jì)

　　3.3.1硬件設(shè)計(jì)

　　網(wǎng)絡(luò)控制模塊的功能是收命令信息、發(fā)狀態(tài)信息,并通過(guò)串口與標(biāo)校設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息交互,其硬件電路主要由MCU(微控制單元)、ENC28J60(網(wǎng)絡(luò)芯片)、Max232(串口芯片)以及外圍電路組成,其電原理圖如圖2所示。硬件設(shè)計(jì)的核心是MCU、網(wǎng)絡(luò)芯片的選型,本系統(tǒng)MCU選用的STC89C52RC單片機(jī),是一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器,可直接使用串口下載,為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。ENC28J60是由M-icrochip公司出的一款高集成度的以太網(wǎng)控制芯片,其接口符合IEEE802.3協(xié)議,僅28個(gè)引腳就可提供相應(yīng)的功能,大大簡(jiǎn)化了相關(guān)設(shè)計(jì)。ENC28J60提供了SPI接口,與MCU的通信通過(guò)兩個(gè)中斷引腳和SPI實(shí)現(xiàn),數(shù)據(jù)傳輸速率為10Mbit/s。ENC28J60符合IEEE802.3的全部規(guī)范,采用了一系列包過(guò)濾機(jī)制對(duì)傳入的數(shù)據(jù)包進(jìn)行限制,它提供了一個(gè)內(nèi)部DMA模塊,以實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)吞吐和硬件支持的IP校驗(yàn)和計(jì)算[4]。ENC28J60對(duì)外網(wǎng)絡(luò)接口采用HR911102A,其內(nèi)置有網(wǎng)絡(luò)變壓器、電阻網(wǎng)絡(luò),并有狀態(tài)顯示燈,具有信號(hào)隔離、阻抗匹配、抑制干擾等特點(diǎn),可提高系統(tǒng)抗干擾能力和收發(fā)的穩(wěn)定性。

　　3.3.2軟件設(shè)計(jì)

　　網(wǎng)絡(luò)控制模塊的軟件設(shè)計(jì)主要包括兩部分,一是基于SPI總線的ENC28J60的驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě),包括以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)定義、初始化和數(shù)據(jù)收發(fā);二是Modbus協(xié)議編制,其軟件流程如圖3所示。

　　3.3.2.1ENC28J60的驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)

　　(1)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)符合IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)幀的長(zhǎng)度是介于64~1516byte之間,主要由目標(biāo)MAC地址、源MAC地址、類型/長(zhǎng)度字段、數(shù)據(jù)有效負(fù)載、可選填充字段和循環(huán)冗余校驗(yàn)組成。另外,在通過(guò)以太網(wǎng)介質(zhì)發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí),一個(gè)7byte的前導(dǎo)字段和1byte的幀起始定界符被附加到以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的開(kāi)頭。以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的結(jié)構(gòu)如圖4所示。(2)驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)1)ENC28J60的寄存器讀寫(xiě)規(guī)則由于ENC28J60芯片采用的是SPI串行接口模式,其對(duì)內(nèi)部寄存器讀寫(xiě)的規(guī)則是先發(fā)操作碼<前3bit>+寄存器地址<后5bit>,再發(fā)送欲操作數(shù)據(jù)。通過(guò)不同操作碼來(lái)判別操作時(shí)讀寄存器(緩存區(qū))還是寫(xiě)寄存器(緩沖區(qū))或是其他。2)ENC28J60芯片初始化程序ENC28J60發(fā)送和接收數(shù)據(jù)包前必須進(jìn)行初始化設(shè)置,主要包括定義收發(fā)緩沖區(qū)的大小,設(shè)置MAC地址與IP地址以及子網(wǎng)掩碼,初始化LEDA、LEDB顯示狀態(tài)通以及設(shè)置工作模式,常在復(fù)位后完成,設(shè)置后不需再更改。3)ENC28J60發(fā)送數(shù)據(jù)包ENC28J60內(nèi)的MAC在發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí)會(huì)自動(dòng)生成前導(dǎo)符合幀起始定界符。此外,也會(huì)根據(jù)用戶配置以及數(shù)據(jù)具體情況自動(dòng)生成數(shù)據(jù)填充和CRC字段。主控器必須把所有其他要發(fā)送的幀數(shù)據(jù)寫(xiě)入ENC28J60緩沖存儲(chǔ)器中。另外,在待發(fā)送數(shù)據(jù)包前要添加一個(gè)包控制字節(jié)。包控制字節(jié)包括包超大幀使能位(PHUGEEN)、包填充使能位(PPADEN)、包CRC使能位(PCRCEN)和包改寫(xiě)位(POVERRIDE)4個(gè)內(nèi)容。4)ENC28J60接收數(shù)據(jù)包如果檢測(cè)到EIR.PKTIF為1,并且EPKTCNT寄存器不為空,則說(shuō)明接收到數(shù)據(jù),進(jìn)行相應(yīng)處理。

　　3.3.2.2ModBus協(xié)議流程

　　本系統(tǒng)ModBus協(xié)議的數(shù)據(jù)通信采用RTU模式[5],網(wǎng)絡(luò)控制模塊作為主節(jié)點(diǎn)與從節(jié)點(diǎn)(標(biāo)校設(shè)備)通過(guò)串口建立連接,主節(jié)點(diǎn)定時(shí)向從節(jié)點(diǎn)發(fā)送查詢命令,對(duì)應(yīng)從節(jié)點(diǎn)響應(yīng)命令向主節(jié)點(diǎn)發(fā)送設(shè)備狀態(tài)信息。當(dāng)偵測(cè)到網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)時(shí),從ENC28J60接收數(shù)據(jù)包中解析出命令,將對(duì)應(yīng)的功能代碼以及數(shù)據(jù),按照Modbus數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行組幀,發(fā)送給從節(jié)點(diǎn);對(duì)應(yīng)從節(jié)點(diǎn)響應(yīng)控制命令,進(jìn)行設(shè)備參數(shù)設(shè)置。

　　4系統(tǒng)調(diào)試與驗(yàn)證

　　試驗(yàn)調(diào)試環(huán)境按照?qǐng)D1進(jìn)行布置,主要包括5個(gè)無(wú)線網(wǎng)橋、1個(gè)主控制點(diǎn)、2個(gè)客戶端、1塊網(wǎng)絡(luò)控制模塊板以及標(biāo)校設(shè)備等,主要測(cè)試有網(wǎng)絡(luò)通信效果、網(wǎng)絡(luò)控制能力以及簡(jiǎn)單的安全防護(hù)測(cè)試。測(cè)試結(jié)論:網(wǎng)絡(luò)連接可靠,各控制點(diǎn)均能安全地對(duì)遠(yuǎn)端設(shè)備進(jìn)行控制,具備一定安全防護(hù)能力,完全滿足遠(yuǎn)程設(shè)備控制要求。

　　5結(jié)束語(yǔ)

　　本文從實(shí)際需要出發(fā),通過(guò)對(duì)當(dāng)下流行的無(wú)線通信技術(shù)的比較,選用無(wú)線網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)控系統(tǒng)組網(wǎng);通過(guò)開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)控制模塊,以及相應(yīng)的控制軟件編制,研制了一套用于測(cè)量船遠(yuǎn)程控制設(shè)備的系統(tǒng)。經(jīng)幾艘測(cè)量船的應(yīng)用表明,采用無(wú)線網(wǎng)橋進(jìn)行組網(wǎng)完全滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求,具有高安全性、高可靠性、高擴(kuò)展性等優(yōu)點(diǎn),在日趨繁重的保障任務(wù)中發(fā)揮了重要的作用。本系統(tǒng)所采用的無(wú)線組網(wǎng)方法,以及硬件電路的設(shè)計(jì)方案,對(duì)其他相關(guān)控制領(lǐng)域均有一定的參考價(jià)值。