解析无线电频谱资源的七大特性
于2007年颁布施行的《中华人民共和国物权法》第五章第五十条规定“无线电频谱资源属于国家所有”，这是我国首次在法律中明确规定无线电频谱资源的国有属性。那什么是无线电频谱资源呢？
电磁场产生的波在空间以不同的频率传播（电磁场变化的速率被称为频率），这些频率的集合统称为电磁频谱，电磁频谱中3000GHz以下的频率被称为无线电频谱。因此，无线电频谱是自然存在的无线电频率的集合。
无线电频率作为自然界天然存在的一种自然资源，它具有以下6种特性：
第一，有限性。由于较高频率上的无线电波的传播特性，无线电业务不能无限地使用更高频段的无线电频率，目前人类对于3000GHz以上的频率还无法开发和利用，尽管无线电频率可以根据时间、空间、频率和编码四种方式进行复用，但就某一频段和频率来讲，在一定的区域、一定的时间和一定的条件下其使用是有限的。
第二，排他性。无线电频谱资源与其他资源具有共同的属性，即排他性，在一定的时间、地区和频域内，一旦某个频率被使用，其他设备则不能以相同的技术模式再使用该频率。
第三，复用性。虽然无线电频率使用具有排他性，但在特定的时间、地区、频域和编码条件下，无线电频率是可以重复使用和利用的，即不同无线电业务和设备可以进行频率复用和共用。
第四，非耗竭性。无线电频谱资源不同于矿产、森林等资源，它可以被人类利用，但不会被消耗掉，不使用它是一种浪费，使用不当更是一种浪费，甚至由于使用不当产生干扰而造成危害。
第五，传播特性。无线电波按照一定规律传播，不受行政地域的限制，是无国界的。
第六，易污染性。如果无线电频率使用不当，就会受到其他无线电台、自然噪声和人为噪声的干扰而无法正常工作，或者干扰其他无线电台站，使之无法准确、有效和迅速地传送信息。
正是这些特性，使无线电频谱资源有别于土地、矿藏、森林等自然资源，需要对它科学规划、合理利用、有效管理，才能使之发挥巨大的资源价值，成为服务经济社会发展和国防建设的重要资源。
当前，各国尤其是发达国家对无线电频谱资源重要性的认识不断提高，国际间的频谱资源竞争日趋激烈。无线电频谱资源是支撑现代信息通信产业发展的基础资源，移动电话、集群通信、卫星通信、宽带无线接入等无线通信业务的存在和发展都有赖于频谱资源；无线电频谱资源是推动各行业信息化的重要资源，各种无线电技术的应用成为相关行业顺畅运行和效率提升的重要因素；无线电频谱资源在重大安全保障领域发挥着不可替代的作用，在诸如奥运会、世博会、汶川地震等重大社会活动中和自然灾害面前，无线电信息通信保障意义重大；无线电频谱资源是打赢信息化战争的重要保障，现代战争中制电磁权已经被提升至和制海权、制空权同等的地位。无线电频率的自然属性和经济社会属性决定无线电频谱资源归国家所有，无线电频谱资源的拥有、配置和管理带有国家主权特征。
蓝牙技术使用的无线电频谱 蓝芽技术采用2.4ＧＨｚ频段时，可能存在来自系统内部的干扰、蓝芽与其他通信系统之间的干扰和来自ＩＳＭ设备的干扰。其中，蓝芽系统内部的干扰应在设计系统设备时予以仔细考虑。蓝芽与其他通信系统的干扰，除在安排无线电业务进行电台频率指配时需要考虑外，还应特别注意研究使用同一频谱的ＷＬＡＮ系统（见表3）之间的干扰问题。为降低此类有害干扰，目前有的国家正在研究自适应跳频方式或把跳频的频点数减少为26 个等技术方案。应当指出，将无线载波数由79 个减少为26 个，虽不会降低数据传输速率，但是这有可能降低系统的综合抗干扰能力。 ＩＳＭ设备工作时产生的电磁辐射是蓝芽系统的重要干扰源，因此必须重 视和注意研究它们的电磁辐射机理和对通信的干扰问题。工作在 2400～2500ＭＨｚ频段，对蓝芽技术影响较大的典型ＩＳＭ设备主要是数量相当大的家用微波炉和商用微波炉。据统计，近10 多年来，全球现有家用微波炉总数超过2 亿台。这种微波炉大多采用单磁控管，功率为600～800Ｗ，工作时发射连续波，各不同厂家的产品虽有些差异，但中心频率都在 2450～2460ＭＨｚ之间。据研究分析，家用微波炉的辐射频谱很宽，中心频率处辐射最强，逐渐向两侧递减，等效全向辐射功率（ＥＩＲＰ）大约为＋16ｄＢｍ～＋33ｄＢｍ。有人做过实验，过于靠近（如1ｍ）微波炉的蓝芽系统的误码率（ＢＥＲ）会大大增加。3 结束语蓝芽技术是一项应用极为广泛的高新技术，它的创意对满足人们获取信息的需求和促进信息化发展将会有很大影响。国家要在政策上包括技术发展政策上给予支持和指导，加速研发和试验推广工作。我国的市场和应用潜力巨大，应予以重视。尤其是该技术采用
无线电频率划分表(KHz)一(9-5730KHz) 1： 9以下,不划分 2： 9-14,无线电导航 3： 14-19.95,固定,水上移动 4： 19.95-20.05标准频率和时间信号(中心频率20KHz) 5： 20.05-70,固定,水上移动 6： 70-95,固定,水上移动,无线电导航 7： 95-105,标准频率和时间信号(中心频率100KHz),无线电导航 8： 105-160,固定,水上移动,无线电导航 9： 160-200,固定,航空无线电导航 10： 200-285,航空无线电导航 11： 285-315,水上无线电导航(无线电标航),(航空无线电导航) 12： 315-325,航空无线电导航,水上无线电导航(无线电标航) 13： 325-405,航空无线电导航,(航空移动) 14： 405-415,无线电导航 15： 415-495,水上移动(航空无线电导航) 16： 495-505,移动(遇险和呼叫) 17： 505-526.5,水上移动,航空无线电导航 18： 526.5-535,广播,航空无线电导航
19： 535-1606.5,广播 20： 1606.5-1800,固定,移动,无线电导航 21： 1800-2000,固定,移动(航空移动除外),无线电导航,业余 22： 2000-2065,固定,移动,无线电导航 23： 2065-2107,水上移动 24： 2107-2170,固定,移动,无线电导航 25： 2170-2173.5,水上移动 26： 2173.5-2190.5,移动(遇险和呼叫) 27： 2190.5-2194,水上移动 28： 2194-2300,固定,移动 29： 2300-2495,固定,移动,广播 30： 2495-2505,标准频率和时间信号(中心频率2500KHz) 31： 2505-2850,固定,移动 32： 2850-3155,航空移动 33： 3155-3200,固定,移动 34： 3200-3230,固定,移动,业余 35： 3230-3400,固定,移动(航空移动除外),广播 36： 3400-3500,航空移动 37： 3500-3900,固定,移动,业余 38： 3900-3950,广播,航空移动 39： 3950-4000,固定,广播
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/3518901786.html, 论无线电频谱资源在经济建设中的重要作用作者：杨宗泽 来源：《经营者》2015年第09期 摘要无线电频谱资源是一种非耗竭、易污染及稀缺的资源，对促进国家经济建设的发展具有重要的意义。文章以无线电频谱资源的特性为出发点，结合无线电频谱资源经济价值的研究基础及研究模型，探讨了无线电频谱资源的经济价值和贡献，旨在为今后的研究提供理论基础和技术指导。 关键词无线电频谱资源经济建设重要作用 一、引言 随着世界各国对无线电频谱资源重要性的认识不断提高，关于无线电频谱资源的竞争在国际日趋激烈。无线电频谱资源现已被各个国家提升到和制海权、制空权同样的地位，是保证信息化战争胜利的重要武器。国家拥有无线电频率的自然属性和经济社会属性，其拥有、配置及管理具有国家主权的特征。由于无线设备的逐日增多，使有限的频率资源日趋紧张使得无线电波也显得越为拥挤。 无线电：无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。其原理是导体中随着电流强弱的改变会产生无线电波，在此基础上，在无线电波上可通过调制加载信息加，当电波通过空间传播到达收信端，电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流，通过解调将信息从电流变化中提取出来，就达到了信息传递的目的。 二、无线电频谱资源的特性 由于无线电的这些特性，使其区别于其他资源，合理利用、科学规划和有效管理无线电频谱资源，能够发挥其最大的价值，成为服务经济社会发展的重要资源。所有的无线电业务都是无线电频谱资源是所有无线电业务运行的载体。无线电频率是一种物质，是自然界存在的电磁波，是一种无形的资源，各国间享受均等的利用机会，无线电频谱资源具有以下六种特性： （1）易污染性。无线电频率假如使用不当，容易受到其他因素的干扰，使其无法正常工作，或影响信息传播的准确性及有效性。 （2）非耗竭性。无线电频谱资源既不是可再生资源，也不是不可再生资源，他能够被人们利用，但与其他资源的不同之处在于，其在被利用时不会被消耗掉。这种资源只有适当地使用，才能发挥其应有的价值，不使用及使用方法不当都是一种浪费。 （3）排他性。资源都具有排他性，无线电频谱资源也不例外。即某一频率在一定的时间、频域及地区内正在被使用中，那么其他的设备将无法再使用该频率。
H a r b i n I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y 课程设计 课程名称：课程设计2 设计题目：对正弦信号的抽样频谱分析院系：电子与信息工程学院 班级：0805203 设计者：褚天琦 学号：1080520314 指导教师：郑薇 设计时间：2011-10-15 哈尔滨工业大学
一、题目要求： 给定采样频率fs，两个正弦信号相加，两信号幅度不同、频率不同。要求给定正弦信号频率的选择与采样频率成整数关系和非整数关系两种情况，信号持续时间选择多种情况分别进行频谱分析。 二、题目原理与分析： 本题目要对正弦信号进行抽样，并使用fft对采样信号进行频谱分析。因此首先对连续正弦信号进行离散处理。实际操作中通过对连续信号间隔相同的抽样周期取值来达到离散化的目的。根据抽样定理，如果信号带宽小于奈奎斯特频率（即采样频率的二分之一），那么此时这些离散的采样点能够完全表示原信号。高于或处于奈奎斯特频率的频率分量会导致混叠现象。设抽样周期为TS(抽样角频率为ωS)，则 可见抽样后的频谱是原信号频谱的周期性重复，当信号带宽小于奈奎斯特频率的二分之一时不会产生频谱混叠现象。 因此，我们对采样频率的选择采取fs>2fo,fs=2fo,fs<2fo三种情况进行分析。对信号采样后，使用fft函数对其进行频谱分析。为了使频谱图像更加清楚，更能准确反映实际情况并接近理想情况，我们采用512点fft。取512点fft不仅可以加快计算速度，而且可以使频谱图更加精确。若取的点数较少，则会造成频谱较大的失真。 三、实验程序： 本实验采用matlab编写程序，实验中取原信号为 ft=sin(2πfXt)+2sin(10πfXt)，取频率f=1kHz，实验程序如下： f=1000;fs=20000;Um=1; N=512;T=1/fs; t=0:1/fs:0.01; ft=Um*sin(2*pi*f*t)+2*Um*sin(10*pi*f*t); subplot(3,1,1); plot(t,ft);grid on; axis([0 0.01 1.1*min(ft) 1.1*max(ft)]); xlabel('t'),ylabel('ft'); title('抽样信号的连续形式'); subplot(3,1,2); stem(t,ft);grid on; axis([0 0.01 1.1*min(ft) 1.1*max(ft)]); xlabel('t'),ylabel('ft');
毕业设计（论文）题目：认知无线电中频谱感知技术研究专业： 学生姓名： 班级学号： 指导教师： 指导单位： 日期：年月日至年月日
摘要 无线业务的持续增长带来频谱需求的不断增加，无线通信的发展面临着前所未有的挑战。无线电频谱资源一般是由政府统一授权分配使用，这种固定分配频谱的管理方式常常会出现频谱资源分配不均，甚至浪费的情形，这与日益严重的频谱短缺问题相互矛盾。认知无线电技术作为一种智能频谱共享技术有效的缓解了这一矛盾。它通过感知时域、频域和空域等频谱环境，自动搜寻已授权频段的空闲频谱并合理利用，达到提高现有频谱利用率的目的。频谱感知技术是决定认知无线电能否实现的关键技术之一。 本文首先介绍了认知无线电的基本概念，对认知无线电在 WRAN 系统、UWB 系统及 WLAN 系统等领域的应用分别进行了讨论。在此基础上，针对实现认知无线电的关键技术从理论上进行了探索，分析了影响认知网络正常工作的相关因素及认知网络对授权用户正常工作所形成的干扰。从理论上推导了在实现认知无线电系统所必须面对的弱信号低噪声比恶劣环境下，信号检测的相关方法和技术，并进行了数字滤波器的算法分析，指出了窗函数的选择原则。接着详细讨论了频谱检测技术中基于发射机检测的三种方法：匹配滤波器检测法、能量检测法和循环平稳特性检测法。为了检验其正确性，借助 Matlab 工具，在Matlab 平台下对能量检测和循环特性检测法进行了建模仿真，比较分析了这两种方法的检测性能。研究结果表明：在低信噪比的情况下，能量检测法检测正确率较低，检测性能远不如循环特征检测。 其次还详细的分析认知无线电的国内外研究现状及关键技术。详细阐述了频谱感知技术的研究现状和概念，并指出了目前频谱感知研究工作中受到关注的一些主要问题，围绕这些问题进行了深入研究。 关键词：感知无线电；频谱感知；匹配滤波器感知；能量感知；合作式感知；
解析无线电频谱资源的七大特性 于2007年颁布施行的《中华人民共和国物权法》第五章第五十条规定“无线电频谱资源属于国家所有”，这是我国首次在法律中明确规定无线电频谱资源的国有属性。那什么是无线电频谱资源呢？ 电磁场产生的波在空间以不同的频率传播（电磁场变化的速率被称为频率），这些频率的集合统称为电磁频谱，电磁频谱中3000GHz以下的频率被称为无线电频谱。因此，无线电频谱是自然存在的无线电频率的集合。 无线电频率作为自然界天然存在的一种自然资源，它具有以下6种特性： 第一，有限性。由于较高频率上的无线电波的传播特性，无线电业务不能无限地使用更高频段的无线电频率，目前人类对于3000GHz以上的频率还无法开发和利用，尽管无线电频率可以根据时间、空间、频率和编码四种方式进行复用，但就某一频段和频率来讲，在一定的区域、一定的时间和一定的条件下其使用是有限的。 第二，排他性。无线电频谱资源与其他资源具有共同的属性，即排他性，在一定的时间、地区和频域内，一旦某个频率被使用，其他设备则不能以相同的技术模式再使用该频率。 第三，复用性。虽然无线电频率使用具有排他性，但在特定的时间、地区、频域和编码条件下，无线电频率是可以重复使用和利用的，即不同无线电业务和设备可以进行频率复用和共用。
第四，非耗竭性。无线电频谱资源不同于矿产、森林等资源，它可以被人类利用，但不会被消耗掉，不使用它是一种浪费，使用不当更是一种浪费，甚至由于使用不当产生干扰而造成危害。 第五，传播特性。无线电波按照一定规律传播，不受行政地域的限制，是无国界的。 第六，易污染性。如果无线电频率使用不当，就会受到其他无线电台、自然噪声和人为噪声的干扰而无法正常工作，或者干扰其他无线电台站，使之无法准确、有效和迅速地传送信息。 正是这些特性，使无线电频谱资源有别于土地、矿藏、森林等自然资源，需要对它科学规划、合理利用、有效管理，才能使之发挥巨大的资源价值，成为服务经济社会发展和国防建设的重要资源。 当前，各国尤其是发达国家对无线电频谱资源重要性的认识不断提高，国际间的频谱资源竞争日趋激烈。无线电频谱资源是支撑现代信息通信产业发展的基础资源，移动电话、集群通信、卫星通信、宽带无线接入等无线通信业务的存在和发展都有赖于频谱资源；无线电频谱资源是推动各行业信息化的重要资源，各种无线电技术的应用成为相关行业顺畅运行和效率提升的重要因素；无线电频谱资源在重大安全保障领域发挥着不可替代的作用，在诸如奥运会、世博会、汶川地震等重大社会活动中和自然灾害面前，无线电信息通信保障意义重大；无线电频谱资源是打赢信息化战争的重要保障，现代战争中制电磁权已经被提升至和制海权、制空权同等的地位。无线电频率的自然属性和经济社会属性决定无线电频谱资源归国家所有，无线电频谱资源的拥有、配置和管理带有国家主权特征。
实验报告 实验三：用FFT 对信号作频谱分析 一、 实验目的与要求 学习用FFT 对连续信号和时域离散信号进行谱分析的方法，了解可能出现的分析误差及其原因，以便正确应用FFT 。 二、 实验原理 用FFT 对信号作频分析是学习数字信号处理的重要内容，经常需要进行分析的信号是模拟信号的时域离散信号。对信号进行谱分析的重要问题是频谱分辨率D 和分析误差。频谱分辨率直接和FFT 的变换区间N 有关，因为FFT 能够实现的频率分辨率是2π/N ，因此要求2π/N 小于等于D 。可以根据此式选择FFT 的变换区间N 。误差主要来自于用FFT 作频谱分析时，得到的是离散谱，而信号（周期信号除外）是连续谱，只有当N 较大时，离散谱的包络才能逼近连续谱，因此N 要适当选择大一些。 三、 实验步骤及内容（含结果分析） （1）对以下序列进行FFT 分析： x 1(n)=R 4(n) x 2(n)= x 3(n)= 选择FFT 的变换区间N 为8和16两种情况进行频谱分析，分别打印出幅频特性曲线，并进行讨论、分析与比较。 【实验结果如下】： n+1 0≤n ≤3 8-n 4≤n ≤7 0 其它n 4-n 0≤n ≤3 n-3 4≤n ≤7 0 其它 n
实验结果图形与理论分析相符。（2）对以下周期序列进行谱分析： x4(n)=cos[(π/4)*n]
x5(n)= cos[(π/4)*n]+ cos[(π/8)*n] 选择FFT的变换区间N为8和16两种情况进行频谱分析，分别打印出幅频特性曲线，并进行讨论、分析与比较。 【实验结果如下】： （3）对模拟周期信号进行频谱分析： x6(n)= cos(8πt)+ cos(16πt)+ cos(20πt) 选择采样频率Fs=64Hz，FFT的变换区间N为16、32、64三种情况进行频谱分析，分别打印出幅频特性曲线，并进行讨论、分析与比较。 【实验结果如下】：
第23卷第3期湖南理工学院学报(自然科学版)Vol.23 No.3 2010年9月 Journal of Hunan Institute of Science and Technology (Natural Sciences) Sep. 2010信号的频谱分析及MATLAB实现 张登奇, 杨慧银 (湖南理工学院信息与通信工程学院, 湖南岳阳 414006) 摘 要: DFT是在时域和频域上都已离散的傅里叶变换, 适于数值计算且有快速算法, 是利用计算机实现信号频谱分析的常用数学工具. 文章介绍了利用DFT分析信号频谱的基本流程, 重点阐述了频谱分析过程中误差形成的原因及减小分析误差的主要措施, 实例列举了MATLAB环境下频谱分析的实现程序. 通过与理论分析的对比, 解释了利用DFT分析信号频谱时存在的频谱混叠、频谱泄漏及栅栏效应, 并提出了相应的改进方法. 关键词: MA TLAB; 频谱分析; 离散傅里叶变换; 频谱混叠; 频谱泄漏; 栅栏效应 中图分类号: TN911.6 文献标识码: A 文章编号: 1672-5298(2010)03-0029-05 Analysis of Signal Spectrum and Realization Based on MATLAB ZHANG Deng-qi, YANG Hui-yin (College of Information and Communication Engineering, Hunan Institute of Science and Technology, Yueyang 414006, China) Abstract:DFT is a Fourier Transform which is discrete both in time-domain and frequency-domain, it fits numerical calculation and has fast algorithm, so it is a common mathematical tool which can realize signal spectrum analysis with computer. This paper introduces the basic process of signal spectrum analysis with DFT, emphasizes the causes of error producing in spectrum analysis process and the main ways to decrease the analysis error, and lists the programs of spectrum analysis based on MATLAB. Through the comparison with the theory analysis, the problems of spectrum aliasing, spectrum leakage and picket fence effect are explained when using DFT to analyze signal spectrum, and the corresponding solution is presented. Key words:MATLAB; spectrum analysis; DFT; spectrum aliasing; spectrum leakage; picket fence effect 引言 信号的频谱分析就是利用傅里叶分析的方法, 求出与时域描述相对应的频域描述, 从中找出信号频谱的变化规律, 以达到特征提取的目的[1]. 不同信号的傅里叶分析理论与方法, 在有关专业书中都有介绍, 但实际的待分析信号一般没有解析式, 直接利用公式进行傅里叶分析非常困难. DFT是一种时域和频域均离散化的傅里叶变换, 适合数值计算且有快速算法, 是分析信号的有力工具. 本文以连续时间信号为例, 介绍利用DFT分析信号频谱的基本流程, 重点阐述频谱分析过程中可能存在的误差, 实例列出MATLAB 环境下频谱分析的实现程序. 1 分析流程 实际信号一般没有解析表达式, 不能直接利用傅里叶分析公式计算频谱, 虽然可以采用数值积分方法进行频谱分析, 但因数据量大、速度慢而无应用价值. DFT在时域和频域均实现了离散化, 适合数值计算且有快速算法, 是利用计算机分析信号频谱的首选工具. 由于DFT要求信号时域离散且数量有限, 如果是时域连续信号则必须先进行时域采样, 即使是离散信号, 如果序列很长或采样点数太多, 计算机存储和DFT计算都很困难, 通常采用加窗方法截取部分数据进行DFT运算. 对于有限长序列, 因其频谱是连续的, DFT只能描述其有限个频点数据, 故存在所谓栅栏效应. 总之, 用DFT分析实际信号的频谱, 其结果必然是近似的. 即使是对所有离散信号进行DFT变换, 也只能用有限个频谱数据近似表示连续频 收稿日期: 2010-06-09 作者简介: 张登奇(1968? ), 男, 湖南临湘人, 硕士, 湖南理工学院信息与通信工程学院副教授. 主要研究方向: 信号与信息处理
1.频段划分及主要用途 名称甚低频低频中频高频甚高频超高频特高频 极高 频 符号VLF LF MF HF VHF UHF SHF EHF 频率3-30KH z 30-30 0KHz 0.3-3 MHz 3-30M Hz 30-300MHz 0.3-3GHz 3-30GHz 30-30 0GHz 波段超长波长波中波短波米波分米波厘米波 毫米 波 波长1KKm-1 00Km 10Km- 1Km 1Km-1 00m 100m- 10m 10m-1m 1m-0.1m 10cm-1cm 10mm- 1mm 传 播特性空间波 为主 地波 为主 地波 与天 波 天波 与地 波 空间波空间波空间波 空间 波 主要用途海岸潜 艇通 信；远 距离通 信；超 远距离 导航 越洋 通信； 中距 离通 信；地 下岩 层通 信；远 距离 导航 船用 通信； 业余 无线 电通 信；移 动通 信；中 距离 导航 远距 离短 波通 信；国 际定 点通 信 电离层散 射 （30-60MH z）；流星 余迹通信； 人造电离 层通信 （30-144M Hz）；对空 间飞行体 通信；移动 通信 小容量微波 中继通信； （352-420MH z）；对流层 散射通信 （700-10000 MHz）；中容 量微波通信 （1700-2400 MHz） 大容量微波 中继通信 （3600-4200 MHz）；大容 量微波中继 通信 （5850-8500 MHz）；数字 通信；卫星通 信；国际海事 卫星通信 （1500-1600 MHz） 再入 大气 层时 的通 信；波 导通 信 2.我国陆地移动无线电业务频率划分 29.7-48.5MHz 156.8375-167MHz 566-606MHz 64.5-72.5MHz（广播为主， 与广播业务公用）167-223MHz（以广播业务为 主，固定、移动业务为次） 798-960MHz（与广播公用） 72.5-74.6MHz 223-235MHz 1427-1535MHz 75.4-76MHz 335.4-399.9MHz 1668.4-2690MHz 137-144MHz 406.1-420MHz 4400-5000MHz
频谱定义及频谱资源的特性 1.频谱的定义。 我们对电磁波频谱最为熟悉的部分就是可见光。“频谱”这个术语实际上最初只限于光。物理学家在17至19世纪首先认识到白色光实际上是由从红到紫各种不同颜色的光组成的。因此，白色光是不同颜色的频谱。光像水池中的水波纹一样表现出波的特性，波峰之间的距离就称为波长。单位时间内通过某一点的波峰数就称为频率。因此光具有波长和频率，红色光的波长最长，频率最低，而紫色光的波长最短，频率最高。 电磁频谱可以从可见光向两个方向发展，更高频率、更短波长的“光”包括紫外光、X射线以及宇宙射线，而更长波长、更低频率的“光”则首先是红外线光，然后随着波长越来越短即是无线电波。 理论和实践证明，当电子通过导线行进时其周围空间存在着电场和磁场，而且是随着时间而变化的，同时磁场的变化会产生电场，电场的变化也会产生磁场。交变的电磁场不仅存在于导体的周围，而且能够脱离其产生的波源向远方传播，这种以相同的频率向周围空间辐射传播的交变电磁场就称为电磁波。电磁波在空中以光速传播，即每秒中30万公里。1864年英国人麦克斯韦从理论上确定了电荷、电流、电场的关系，而且确定了电磁波的存在。1888年德国人赫兹使用来顿瓶做放电实验，第一次由人工产生了波长为30厘米的电磁波，从而证明了麦克斯韦的理论，因此人们在很长一段时间都把电磁波叫做赫兹波，后来把频率的单位称为赫兹，直至今天。若用f表示频率，用V表示电磁波每秒钟传播的距离（米），用λ表示波长（米），则三者之间的关系为：f=V/λ，其中频率的单位是赫兹（Hz）或周/秒，也可用千赫（KHz）、兆赫（MHz）、吉赫（GHz）表示。它们之间的关系是：1KHz=1000Hz，1MHz=1000KHz，1GHz=1000MHz。 2.无线电频谱。 电磁频谱中3000GHz以下的部分称为无线电频谱。无线电频谱可用来进行声音和图像广播、气象预报、导航、无线电通信、灾害预报、报时等业务。根据无线电波传播及使用的特点，国际上将其划分为12个频段，而通常的无线电通信只使用其中的第4到第12个频度，无线电频谱和波段的划分如表1所示。 表1
实验三信号的频谱分析 方波信号的分解与合成实验 一、任务与目的 1. 了解方波的傅立叶级数展开和频谱特性。 2. 掌握方波信号在时域上进行分解与合成的方法。 3. 掌握方波谐波分量的幅值和相位对信号合成的影响。 二、原理（条件） PC机一台，TD－SAS系列教学实验系统一套。 1. 信号的傅立叶级数展开与频谱分析 信号的时域特性和频域特性是对信号的两种不同的描述方式。对于一个时域的周期信号f(t)，只要满足狄利克莱条件，就可以将其展开成傅立叶级数： 如果将式中同频率项合并，可以写成如下形式： 从式中可以看出，信号f(t)是由直流分量和许多余弦（或正弦）分量组成。其中第一项A0/2是常数项，它是周期信号中所包含的直流分量；式中第二项A1cos(Ωt+φ1)称为基波，它的角频率与原周期信号相同，A1是基波振幅，φ1是基波初相角；式中第三项A2cos(Ωt+φ2)称为二次谐波，它的频率是基波的二倍，A2是基波振幅，φ2是基波初相角。依此类推，还有三次、四次等高次谐波分量。 2. 方波信号的频谱 将方波信号展开成傅立叶级数为： n=1，3，5… 此公式说明，方波信号中只含有一、三、五等奇次谐波分量，并且其各奇次谐波分量的幅值逐渐减小，初相角为零。图3-1-1为一个周期方波信号的组成情况，由图可见，当它包含的分量越多时，波形越接近于原来的方波信号，还可以看出频率较低的谐波分量振幅较大，它们组成方波的主体，而频率较高的谐波分量振幅较小，它们主要影响波形的细节。
（a）基波（b）基波＋三次谐波 （c）基波＋三次谐波＋五次谐波 （d）基波＋三次谐波＋五次谐波＋七次谐波 （e）基波＋三次谐波＋五次谐波＋七次谐波＋九次谐波 图3-1-1方波的合成 3. 方波信号的分解 方波信号的分解的基本工作原理是采用多个带通滤波器，把它们的中心频率分别调到被测信号的各个频率分量上，当被测信号同时加到多路滤波器上，中心频率与信号所包含的某次谐波分量频率一致的滤波器便有输出。在被测信号发生的实际时间内可以同时测得信号所包含的各频率分量。本实验便是采用此方法，实验中共有5路滤波器，分别对应方波的一、三、五、七、九次分量。 4. 信号的合成 本实验将分解出的1路基波分量和4路谐波分量通过一个加法器，合成为原输入的方波信号，信号合成电路图如图3-1-2所示。 图3-1-2 三、内容与步骤 本实验在方波信号的分解与合成单元完成。 1. 使信号发生器输出频率为100Hz、幅值为4V的方波信号，接入IN端。 2. 用示波器同时测量IN和OUT1端，调节该通路所对应的幅值调节电位器，使该通路输出方波的基波分量，基波分量的幅值为方波信号幅值的4/π倍，频率于方波相同并且没有相位差.（注意：出厂时波形调节电位器已调到最佳位置，其波形基本不失真，基本没有相位差。若实验中发现存在波形失真或有相位差的现象，请适当调节波形调节电位器，使波形恢复正常。） 3. 用同样的方法分别在OUT3、OUT5、OUT7、OUT9端得到方波的三、五、七、九此谐波分量（注意其他谐波分量各参数应当满足式3-1-1所示）。 4. 完成信号的分解后，先后将OUT1与IN1、OUT3与IN2、OUT5与IN3、OUT7与IN4、OUT9与IN5连接起来，即进行谐波叠加（信号合成），分别测量（1）基波与三次谐波；（2）基波、三次谐波与五次谐波；（3）基波、三次谐波、五次谐波与七次谐波；（4）基波、三次谐波、五次谐波、七次谐波与九次谐波合成后的波形。并分别保
无线电频谱资源使用权的性质、权能及其限制
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无线电频谱资源使用权的性质、权能及其限制-法律 无线电频谱资源使用权的性质、权能及其限制 宁清同 摘要：无线电频谱资源是具有特定频率、波长、带宽的无线电波，无线电频谱资源使用权是一种新型的用益物权，是自然资源物权；频谱资源虽为无形之物，但权利人同样能够以一定方式实施占有，且其使用的过程即为处分；基于维护公共利益之需要，无线电频谱资源使用权在期限、用途和目的等方面受到法律上的限制，权利人应当依法行使其权利，而且还须履行节约和有效使用频谱资源的义务。 关键词：无线电频谱自然资源物权用益物权权利限制 作者简介：宁清同，海南大学法学院副院长、教授。 以无线电为代表的现代通讯技术虽然发展历史不长，却在国家的政治、国防、生产、服务和居民生活中发挥着越来越重要的作用。有限的频谱资源与社会日益增长的无线电频谱需求之矛盾越来越激烈，不断发生的频谱资源纠纷暴露出频谱资源使用权制度的苍白无力。我国《物权法》第50条只是从静态上明确了频谱资源的所有权，然对其使用权的性质、权能及其合理限制等却是一概空缺。为了满足频谱资源使用的实际需要，探讨上述问题实有必要。 一、无线电频谱资源使用权的性质 无线电频谱资源使用权是指自然人、法人、非法人组织依法利用具有特定频率、波长、带宽的无线电波进行特定营利性或非营利性行为的权利。在我国无线电频谱资源的所有权只能属于国家，但国家通常不会也难以直接实施使用、收益等行为，故在国家保留核心处分权的前提下，将其使用权分离出来，不失为合
信号的频谱分析及MATLAB 实现（实例） 摘自：张登奇,杨慧银.信号的频谱分析及MATLAB 实现[J].湖南理工学院学报(自然科学版),2010,(03) 摘 要：DFT 是在时域和频域上都已离散的傅里叶变换，适于数值计算且有快速算法，是利用计算机实现信号频谱分析的常用数学工具。文章介绍了利用DFT 分析信号频谱的基本流程，重点阐述了频谱分析过程中误差形成的原因及减小分析误差的主要措施，实例列举了MATLAB 环境下频谱分析的实现程序。通过与理论分析的对比，解释了利用DFT 分析信号频谱时存在的频谱混叠、频谱泄漏及栅栏效应，并提出了相应的改进方法。 关键词：MATLAB ；频谱分析；离散傅里叶变换；频谱混叠；频谱泄漏；栅栏效应 3 分析实例 对信号进行频谱分析时，由于信号不同，傅里叶分析的频率单位也可能不同，频率轴有不同的定标方式。为了便于对不同信号的傅里叶分析进行对比，这里统一采用无纲量的归一化频率单位，即模拟频率对采样频率归一化；模拟角频率对采样角频率归一化；数字频率对2π归一化；DFT 的k 值对总点数归一化。同时，为了便于与理论值进行对比，理解误差的形成和大小，这里以确定信号的幅度谱分析为例进行分析说明。假设信号为：)()(t u e t x t -=，分析过程：首先利用CTFT 公式计算其模拟频谱的理论值；然后对其进行等间隔理想采样，得到)(n x 序列，利用DTFT 公式计算采样序列的数字连续频谱理论值，通过与模拟频谱的理论值对比，理解混叠误差形成的原因及减小误差的措施；接下来是对)(n x 序列进行加窗处理，得到有限长加窗序列)(n xw ，再次利用DTFT 公式计算加窗后序列)(n xw 的数字连续频谱，并与加窗前)(n x 的数字连续频谱进行对比，理解截断误差形成的原因及减小误差的措施；最后是对加窗序列进行DFT 运算，得到加窗后序列)(n xw 的DFT 值，它是对)(n xw 数字连续频谱进行等间隔采样的采样值，通过对比，理解栅栏效应及DFT 点数对栅栏效应的影响。利用MATLAB 实现上述分析过程的程序如下： clc;close all;clear; %CTFT 程序，以x(t)=exp(-t) t>=0 为例 %利用数值运算计算并绘制连续信号波形 L=4, %定义信号波形显示时间长度 fs=4,T=1/fs; %定义采样频率和采样周期 t_num=linspace(0,L,100);%取若干时点,点数决定作图精度 xt_num=exp(-1*t_num);%计算信号在各时点的数值 subplot(3,2,1);plot(t_num,xt_num),%绘信号波形 xlabel('时间(秒)'),ylabel('x(t)'),%加标签 grid,title('(a) 信号时域波形'),%加网格和标题 %利用符号运算和数值运算计算连续信号幅度谱的理论值 syms t W %定义时间和角频率符号对象 xt=exp(-1*t)*heaviside(t),%连续信号解析式 XW=fourier(xt,t,W),%用完整调用格式计算其傅氏变换 %在0两边取若干归一化频点，点数决定作图精度 w1=[linspace(-0.5,0,50),linspace(0,1.5,150)];
《认知无线电频谱分配的博弈论方法》总结 张烨，龚晓峰 2009 摘要：问题：认知无线电中频谱分配问题备受关注，分配给用户的频谱资源却在时间或空间上存在不同程度的闲置。分析：为了提高频谱分配，需要涉及大量策略选择问题，可以利用博弈论的相关原理进行分析研究。解决问题方法：建立合适的认知无线电频谱分配问题的博弈论框架，从而促进无线通信的发展。 1、提出问题：无线通信技术不断发展，人们对无线通信需求不断增长，适用于无线通信的 频谱资源变得日益紧张，提高频谱利用率是当前亟待解决的问题。 2、分析问题： 2.1认知无线电技术：通过对周围环境的感知，动态改变传输功率、载频、调制方式等传输参数以适应运行环境的变化，从而提高频谱利用率[。 2.2认知无线电的频谱分配技术 2.2.1问题:在认知无线电中，频谱分配是根据需要接入系统的节点数目及其 QoS 要求将频谱分配给一个或多个指定节点。 2.2.2分析：（1）因此需要一种更为有效的频谱分配方法从而在各地区和各时间段里有效地利用空闲频谱，提高频谱利用率。频谱分配策略的选择直接决定系统容量、频谱利用率以及能否满足用户因不同业务而不断变化的需求。 （2）认知无线电的频谱分配原则:1)保证灵活性。2）应能提高系统性能。3）应尽量减小信令开销和计算量。
2.3.1问题：图论模型和定价拍卖模型都有很大的局限性，无法更好推动认知无线电频谱分配问题。 2.3.2分析：在频谱分配算法设计过程中，设计了大量的策略选择问题，因此需要提出新的频谱分配模型。 2.3.3解决方法：对于涉及策略选择的频谱分配问题，可以利用博弈论对相关的自适应算法进行分析。在分析过程中，主要需要确定以下四个方面的问题：(1) 算法是否具有稳 定状态；(2) 这些稳定状态是什么；(3) 这些稳定状态是否满足需要；(4) 算法收敛到稳定状态所需要的约束条件 图（1）认知无线电博弈论分析流程 1）论证算法具有稳定状态。在多数博弈论模型里，分布式算法的稳定状态为纳什均衡。 一般情况下，判断一个博弈过程中存在纳什均衡的充分条件：a、参与者集合是有限的；b、行动集合是封闭的，有界的凸集；c、效用函数是在行动空间上的连续的、拟凹函数。 补充1、纳什均衡：若一个行动向量满足：ui(a)≥uibi,a-i)?i∈N,bi∈Ai，则向量 a 被称为纳什均衡。也就是说，在参与者集合里，如果没有一个参与者能够靠自身行动的改变来提高自身收益时，整个参与者集合对应的行动向量就称为纳什均衡。 补充2、实际应用中，绝大多数算法都满足这些条件，即多数认知无线电的算法都有一个默认的稳定状态。 2）判定稳定状态。通过遍历一个博弈过程中所有可能的行动向量来判定一个博弈过程中 所有的稳定状态。 3）确定稳定状态是否满足需求。在找到纳什均衡点后，还应该确定此纳什均衡点是否为 我们所需要的。 3）.1举例模型:一个具有中心接收机的单一簇 DS-SS 网络，除了中心接收机外，网络中的所有节点调整它们的发射功率，使得信号与加性干扰噪声比达到最大。所有者参与者的效用函数方程： ( ui(p)=hipi/??(1/k) k∈N\i∑hpkk+σ] （1） 其中，参与者集合是簇中除了中心接收机外的节点；行动集合是所有可能的功率等级(假设可选的功率等级有限)；所有参与者的效用函数由式（1）给出；pi 是节
无线电频谱监测系统 Morrow Technologies公司的无线电频谱监测系统能够监测无线电信号的频谱、电平、带宽、C/No等技术参数，并在各个技术参数超出规定的范围时发出报警，使得操作人员能够快速地采取必要的措施。该频谱监测系统能够自动地观测载波参数，显示出现的干扰信号，并在出现问题时发出声音报警或网络报警。对于瞬时出现的信号问题，本系统提供数据存储功能，您可以通过回放纪录的信号参数和频谱来分析出现的异常现象，是一个非常方便的分析工具。 VigilCom系列产品可以完成远程频谱监测，一个RU的设备机箱中包括一个频谱分析仪、一个分析载波参数的I/Q信号处理器、一个通信处理器（网络控制、监测、频谱和参数存储、和SNMP告警），可达8个输入接口的同轴开关单元，和软件。 本系统支持实时远程监测分布多个地点的多个信号频谱，多个用户能够同时监测，方便各地的技术人员共同参与问题的分析和解决。本系统具有灵活的外部通讯接口，包括以太网口、调制解调器接口、RS232串行接口、USB接口等可供选择。 1 of 6
美国Morrow Technologies公司简介 Morrow Technologies公司是由多位具有电子、软件、系统开发背景的工程师于1984年创立的，在过去的二十多年中，公司从面向客户的工程技术公司成长为一个包含设计、研制开发、和生产制造的科技企业实体。作为电子测量领域中公认的高质量、高性能射频微波频谱分析仪的制造商，Morrow Technologies公司针对各种应用开发了多个产品系列，包括能够连续远程监测射频频谱的L频段频谱分析仪（配合相应的下变频器，可用于监测卫星通信的S频段、C频段、X频段、Ku频段、和Ka频段的上下行信号频谱）、适用于广播电子新闻采集系统的频谱分析仪、以及电子侦察使用的高性能频谱分析仪。 Morrow Technologies公司是一个由公司员工持股的私营公司，公司的全部运营位于美国佛罗里达州圣彼斯伯格市一个38,000平方英尺的现代化建筑中进行，百分之二十的公司员工是工程师。 Morrow Technologies公司的产品包括： 远程频谱监测系统 产品型号频率范围 VC35009 KHz - 3.5 GHz VC1800100 KHz - 1.8 GHz VC-7052 MHz to 88 MHz VC70/800B 52 MHz to 88 MHz 790 MHz to 840 MHz 频谱分析仪配套设备 产品型号 描述 CS4/8射频同轴开关单元LOG频谱数据存储单元S&L多用户使用许可 无线电侦查系统 产品型号频率 RAVEN*100 KHz - 3.5 GHz * RAVEN系列产品在美国以外的销售需要美国出口管理局的出口许可。 2 of 6
数字信号处理课程设计报告书 2011年7 月 1日 课题名称 应用MATLAB 对信号进行频谱分析 姓 名 张炜玮 学 号 20086377 院、系、部 电气系 专 业 电子信息工程 指导教师 刘鑫淼 ※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※※ ※※ ※※※※※ ※※ 2008级数字信号处理课程设计
应用MATLAB对信号进行频谱分析 20086377 张炜玮 一、设计目的 用MATLAB语言进行编程，绘出所求波形，并且运用FFT求对连续信号进行分析。 二、设计要求 1、用Matlab产生正弦波，矩形波，并显示各自的时域波形图； 2、进行FFT变换，显示各自频谱图，其中采样率、频率、数据长度自选，要求注明； 3、绘制三种信号的均方根图谱； 4、用IFFT回复信号，并显示恢复的正弦信号时域波形图。 三、系统原理 用FFT对信号作频谱分析是学习数字信号处理的重要内容。经常需要进行频谱分析的信号是模拟信号和时域离散信号。频谱分辨率直接和FFT的变换区间N 有关，因为FFT能够实现频率分辨率是2π/N。 x(n)是一个长度为M的有限长序列，则x(n)的N点离散傅立叶变换为： X(k)=DFT[x(n)]= kn N W N n n x ∑ - = 1 ) ( ,k=0,1,...,N-1 N j e N Wπ2- = 逆变换：x(n) =IDFT[X(k)]= kn N W k X N n N - ∑ - = 1 ) ( 1 ,k=0,1,...,N-1 但FFT是一种比DFT更加快速的一种算法，提高了DFT的运算速率,为数字信号处理技术应用于各种信号处理创造了条件，大大提高了数字信号处理技术的发展。本实验就是采用FFT，IFFT对信号进行谱分析。 四、程序设计 fs=input('please input the fs:');%设定采样频率 N=input('please input the N:');%设定数据长度 t=0:0.001:1; f=100;%设定正弦信号频率 %生成正弦信号 x=sin(2*pi*f*t);
《数据通信原理》课程设计设计题目：一种认知无线电系统的频谱分配方法 姓名 学号 学院 专业班级
目录 绪论 (3) 1.认知无线电网络的简介 (4) 1.1认知无线电 (4) 1.1.1. 认知无线电的概述 (4) 1.1.2. 认知无线电的特性 (5) 1.2.频谱决策 (6) 1.2.1. 频谱决策的概述 (6) 1.2.2. 频谱分配的概述 (6) 1.3. 二分图最佳匹配（Kuhn-Munkras）算法 (7) 2.系统模型和问题描述 (7) 2.1. 系统模型 (7) 2.2. 问题描述 (7) 3. 基于Kuhn-Munkras算法的频谱分配方法 (9) 3.1.Kuhn-Munkras 算法的描述 (9) 3.2.频谱分配方法的流程 (9) 4. 仿真和性能分析 (10) 4.1. 仿真环境设置 (10) 4.2.仿真结果 (10) 4.3. Kuhn-Munkras算法与多小区动态频谱分配方法比较 (12) 4.3.1.多小区动态频谱分配方法 (12) 4.3.2.频谱分配方法比较 (12) 5.总结 (13) 参考文献 (14)
一种认知无线电系统的频谱分配方法 摘要：认知无线电网络为移动用户重构无线架构和动态频谱接入技术提供高带宽。对于无线频谱资源的相对的稀缺，频谱分配成为认知无线电频谱资源的关键，为适应认知无线电网络的时变特性，频谱分配算法必须有较快的收敛速度。该文提出了一种基于二分图最佳匹配（Kuhn-Munkra）算法的认知无线电频谱分配方法。该方法利用二分图最佳匹配（Kuhn-Munkras）算法可以实现最佳匹配并且收敛速度快的特性。根据不同的用户在不同信道上所产生的效益的差异性，利用认知无线电有效地提升频谱资源的利用率，实现认知用户和信道的最佳匹配，频谱的灵活分配。 关键词：认知无线电，频谱资源，频谱分配，最佳匹配 Abstract Cognitive radio networks will provide high bandwidth to mobile users via heterogeneous wireless architectures and dynamic spectrum access techniques. Radio spectrum resources for the relative scarcity of spectrum allocation as the key cognitive radio spectrum, cognitive radio network to meet the time-varying characteristics of the spectrum allocation algorithm must have fast convergence speed. The paper proposes a bipartite graph based on the best match (Kuhn-Munkra) algorithm cognitive radio spectrum allocation.Bipartite graph of the decision to use the best match (Kuhn-Munkras) algorithm can achieve the best match and the fast convergence characteristics.According to the