面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)綜述

面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)綜述目錄面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)綜述（1）．．．．．．．．．．．．．．．．．．4內(nèi)容描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51.2目的與意義．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6預(yù)備知識(shí)回顧．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．72.1面向通感一體化的概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．82.2仿射頻分復(fù)用的基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．92.3常見(jiàn)的通信系統(tǒng)和信號(hào)處理方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．123.1技術(shù)發(fā)展歷程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．133.2主要研究進(jìn)展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．143.3已有研究成果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16仿射頻分復(fù)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．174.1復(fù)雜性與可擴(kuò)展性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．184.2功能模塊介紹．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．194.3系統(tǒng)性能評(píng)估指標(biāo)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用案例．．．．．．．．．．．．．．．215.1案例一．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．235.2案例二．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．245.3案例三．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)挑戰(zhàn)與問(wèn)題．．．．．．．．．．．．．256.1技術(shù)瓶頸與難點(diǎn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．266.2實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下的挑戰(zhàn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．276.3解決方案與創(chuàng)新點(diǎn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)未來(lái)展望．．．．．．．．．．．．．．．297.1發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．317.2具體技術(shù)路線規(guī)劃．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．327.3需求與政策支持．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)綜述（2）．．．．．．．．．．．．．．．．．34內(nèi)容描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．341.1研究背景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．351.2研究意義．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．361.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．371.3.1仿射頻分復(fù)用技術(shù)發(fā)展歷程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．381.3.2通感一體化技術(shù)概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．391.3.3面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)研究進(jìn)展．．．．．．．．．．．．40仿射頻分復(fù)用技術(shù)原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．412.1仿射頻分復(fù)用技術(shù)基本概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．422.2仿射頻分復(fù)用技術(shù)工作原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．432.3仿射頻分復(fù)用技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45通感一體化技術(shù)概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．463.1通感一體化概念及特點(diǎn)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．473.2通感一體化在仿射頻分復(fù)用中的應(yīng)用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．494.1系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．504.1.1系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．514.1.2系統(tǒng)模塊劃分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．534.2頻率規(guī)劃與資源分配．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．544.2.1頻率規(guī)劃方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．554.2.2資源分配策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．574.3信號(hào)處理與調(diào)制解調(diào)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．584.3.1信號(hào)處理技術(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．594.3.2調(diào)制解調(diào)方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．604.4抗干擾與性能優(yōu)化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．624.4.1抗干擾技術(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．634.4.2性能優(yōu)化策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．64仿真實(shí)驗(yàn)與分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．655.1仿真平臺(tái)搭建．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．665.2仿真實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．675.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．695.3.1系統(tǒng)性能指標(biāo)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．705.3.2性能對(duì)比分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．71應(yīng)用案例分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．726.1面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用．．．．736.2面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)在雷達(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用．．．．74總結(jié)與展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．757.1研究總結(jié)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．777.2未來(lái)研究方向．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．78面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)綜述（1）1.內(nèi)容描述本綜述文章旨在全面、深入地探討面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用（RFM）技術(shù)，涵蓋其研究背景、發(fā)展歷程、關(guān)鍵技術(shù)、應(yīng)用現(xiàn)狀以及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)等多個(gè)方面。通感一體化是指將通信和感知兩種功能融合在一個(gè)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)同時(shí)傳輸信息和感知環(huán)境的能力。仿射頻分復(fù)用技術(shù)則是一種在無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)中提高頻譜利用率的方法，通過(guò)復(fù)用多個(gè)子信道來(lái)實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)傳輸。本文首先介紹了通感一體化的背景和意義，指出其在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中的重要性。接著，回顧了射頻分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展歷程，從最初的時(shí)分復(fù)用（TDM）到現(xiàn)在的頻分復(fù)用（FDM），再到未來(lái)的波分復(fù)用（WDM）等，展示了技術(shù)的演變過(guò)程。在關(guān)鍵技術(shù)部分，本文重點(diǎn)分析了仿射頻分復(fù)用技術(shù)在通感一體化中的應(yīng)用，包括其基本原理、關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)方法。此外，還討論了與仿射頻分復(fù)用技術(shù)相關(guān)的其他關(guān)鍵技術(shù)，如多天線技術(shù)（MIMO）、濾波器組技術(shù)（FBG）等，并分析了它們之間的相互關(guān)系和協(xié)同作用。在應(yīng)用現(xiàn)狀部分，本文詳細(xì)介紹了仿射頻分復(fù)用技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的具體應(yīng)用案例，如智能交通、智能家居、工業(yè)自動(dòng)化等。這些案例充分展示了仿射頻分復(fù)用技術(shù)的實(shí)用性和廣闊的應(yīng)用前景。在未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)部分，本文對(duì)仿射頻分復(fù)用技術(shù)在通感一體化領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展進(jìn)行了展望。預(yù)計(jì)隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用的不斷拓展，仿射頻分復(fù)用技術(shù)將在更多領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，為人們的生活和工作帶來(lái)更多便利。本文結(jié)構(gòu)清晰、內(nèi)容豐富、圖文并茂，有助于讀者全面了解面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。1.1研究背景隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，無(wú)線通信技術(shù)逐漸成為現(xiàn)代社會(huì)不可或缺的一部分。在無(wú)線通信系統(tǒng)中，射頻分復(fù)用技術(shù)作為一種重要的資源管理手段，能夠有效提高頻譜利用率和系統(tǒng)容量。然而，傳統(tǒng)的射頻分復(fù)用技術(shù)存在諸多局限性，如頻譜利用率低、抗干擾能力弱、系統(tǒng)復(fù)雜度高等問(wèn)題。近年來(lái)，隨著通感一體化的概念提出，一種新型的仿射頻分復(fù)用技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。通感一體化技術(shù)旨在將通信與感知功能集成到同一平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)資源共享和協(xié)同工作，從而提高系統(tǒng)的整體性能。在這種背景下，仿射頻分復(fù)用技術(shù)作為一種新興的研究方向，受到了廣泛關(guān)注。其主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面：頻譜資源的動(dòng)態(tài)分配與調(diào)度：仿射頻分復(fù)用技術(shù)需要根據(jù)用戶的實(shí)際需求和網(wǎng)絡(luò)狀況，動(dòng)態(tài)地分配和調(diào)度頻譜資源，以實(shí)現(xiàn)頻譜的高效利用。頻譜感知與干擾管理：在通感一體化的系統(tǒng)中，頻譜感知技術(shù)對(duì)于識(shí)別空閑頻譜和避免干擾至關(guān)重要。仿射頻分復(fù)用技術(shù)需要研究如何有效地進(jìn)行頻譜感知和干擾管理，以確保通信和感知任務(wù)的正常進(jìn)行。系統(tǒng)性能優(yōu)化：為了提高系統(tǒng)的整體性能，仿射頻分復(fù)用技術(shù)需要針對(duì)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，進(jìn)行系統(tǒng)性能的優(yōu)化，包括信道編碼、調(diào)制方式、功率控制等方面?？鐚釉O(shè)計(jì)：在通感一體化的系統(tǒng)中，通信與感知功能相互影響，因此需要考慮跨層設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)通信和感知功能的協(xié)同優(yōu)化。仿射頻分復(fù)用技術(shù)的研究對(duì)于推動(dòng)無(wú)線通信和感知技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。通過(guò)深入研究，有望實(shí)現(xiàn)頻譜資源的高效利用，提高系統(tǒng)的抗干擾能力和整體性能，為未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。1.2目的與意義隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率和頻譜效率的要求日益增高，傳統(tǒng)的頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）以及碼分多址（CDMA）技術(shù)已難以滿足現(xiàn)代移動(dòng)通信系統(tǒng)的需求。因此，面向未來(lái)的通信系統(tǒng)，特別是5G及未來(lái)6G網(wǎng)絡(luò)，迫切需要一種高效、靈活的復(fù)用技術(shù)來(lái)提高頻譜利用率和數(shù)據(jù)傳輸速率。仿射頻分復(fù)用技術(shù)（A-FDM）應(yīng)運(yùn)而生，它能夠?qū)⒁粋€(gè)頻段的帶寬資源分割成多個(gè)子帶，每個(gè)子帶可以獨(dú)立地傳輸數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)高效的頻譜利用和高速數(shù)據(jù)傳輸。本綜述旨在全面總結(jié)仿射頻分復(fù)用技術(shù)的研究進(jìn)展、關(guān)鍵技術(shù)及其在通信系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用情況，分析其在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的性能表現(xiàn)，探討其在提升通信系統(tǒng)性能、擴(kuò)展頻譜資源等方面的重要作用。通過(guò)深入剖析A-FDM技術(shù)的理論基礎(chǔ)、關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)以及面臨的挑戰(zhàn)，本文意在為該領(lǐng)域的研究者和工程師提供一份詳盡的技術(shù)參考和實(shí)踐指南，推動(dòng)仿射頻分復(fù)用技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，以滿足未來(lái)通信系統(tǒng)對(duì)于高速度、高質(zhì)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟆?.預(yù)備知識(shí)回顧為了更好地理解面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用（AffineFrequencyDivisionMultiplexing,A-FDM）技術(shù)，本節(jié)首先對(duì)相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)要回顧。A-FDM技術(shù)是基于傳統(tǒng)頻分復(fù)用（FrequencyDivisionMultiplexing,FDM）原理的一種創(chuàng)新性擴(kuò)展，它通過(guò)引入仿射變換來(lái)增強(qiáng)信號(hào)傳輸?shù)撵`活性和可靠性。首先，我們回顧一下頻分復(fù)用的基本原理。FDM是一種將通信信道的總帶寬劃分為多個(gè)非重疊的頻段的技術(shù)，每個(gè)頻段用于傳輸獨(dú)立的信息流。這種方法有效地避免了不同信息流之間的干擾，并提高了頻譜利用效率。然而，在面對(duì)復(fù)雜多變的無(wú)線環(huán)境時(shí)，傳統(tǒng)的FDM技術(shù)顯得力不從心，尤其是在高動(dòng)態(tài)場(chǎng)景下，其適應(yīng)性和抗干擾能力均面臨挑戰(zhàn)。接下來(lái)，我們將探討仿射變換的概念及其在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。仿射變換是一種數(shù)學(xué)工具，能夠通過(guò)對(duì)原始信號(hào)施加線性變換和平移操作，實(shí)現(xiàn)信號(hào)特性的調(diào)整。在A-FDM技術(shù)中，仿射變換被用來(lái)優(yōu)化子載波分配方案，使得即使在頻譜資源受限的情況下也能保證高效、穩(wěn)定的信號(hào)傳輸。此外，我們還將介紹通感一體化（CommunicationandSensingIntegration）理念，這是一種旨在同時(shí)滿足通信和感知需求的設(shè)計(jì)思路。在5G及未來(lái)的通信系統(tǒng)中，如何高效地融合這兩種功能成為研究熱點(diǎn)之一。A-FDM技術(shù)正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生，為實(shí)現(xiàn)高性能的通感一體化提供了一種新穎且有效的解決方案。掌握上述基本概念對(duì)于深入理解面向通感一體化的A-FDM技術(shù)至關(guān)重要。這些預(yù)備知識(shí)不僅為我們奠定了理論基礎(chǔ)，也為后續(xù)章節(jié)中對(duì)該技術(shù)的具體分析和討論做好了鋪墊。這段文字概述了A-FDM技術(shù)所依賴的基礎(chǔ)理論和技術(shù)背景，為讀者提供了必要的背景知識(shí)，以便于他們更好地理解后續(xù)內(nèi)容。當(dāng)然，具體內(nèi)容可以根據(jù)實(shí)際的研究進(jìn)展和文獻(xiàn)資料進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和補(bǔ)充。2.1面向通感一體化的概念本節(jié)將深入探討“面向通感一體化”的概念及其在通信領(lǐng)域的應(yīng)用與挑戰(zhàn)，以幫助理解這一新興技術(shù)的核心思想和目標(biāo)。（1）定義與背景

“通感”（Synesthesia）是一種神經(jīng)生理現(xiàn)象，指的是不同感官之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián)或混合的感覺(jué)體驗(yàn)。例如，視覺(jué)刺激可以引起聽(tīng)覺(jué)反應(yīng)，或者觸覺(jué)感受能夠影響嗅覺(jué)體驗(yàn)。這種現(xiàn)象在心理學(xué)、藝術(shù)和科學(xué)中引起了廣泛的關(guān)注，并且為開(kāi)發(fā)新型感知交互技術(shù)和方法提供了新的視角。（2）背景與發(fā)展隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)數(shù)據(jù)處理能力和信息傳輸效率提出了更高的要求。為了滿足這些需求，研究者們開(kāi)始探索如何通過(guò)集成多種傳感設(shè)備和通信技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)更高效的信息傳遞和智能感知。（3）基礎(chǔ)理論通感一體化技術(shù)的基礎(chǔ)理論主要包括信號(hào)處理、認(rèn)知科學(xué)以及計(jì)算機(jī)科學(xué)等多學(xué)科知識(shí)。它涉及到如何利用人腦特有的通感機(jī)制來(lái)優(yōu)化數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程，同時(shí)保持用戶體驗(yàn)的一致性和沉浸感。（4）概念框架面向通感一體化的技術(shù)框架通常包括以下幾個(gè)關(guān)鍵要素：傳感器融合：整合來(lái)自不同類型的傳感器的數(shù)據(jù)，提高信息的全面性和準(zhǔn)確性。認(rèn)知模型構(gòu)建：建立基于通感原理的認(rèn)知模型，用于解釋和預(yù)測(cè)人的感知行為。算法優(yōu)化：設(shè)計(jì)高效的算法來(lái)處理和分析融合后的數(shù)據(jù)流，確保實(shí)時(shí)性和可靠性。用戶界面設(shè)計(jì)：開(kāi)發(fā)直觀易用的人機(jī)交互界面，使用戶能夠在各種環(huán)境中無(wú)縫地使用這些技術(shù)。（5）應(yīng)用案例目前，面向通感一體化的應(yīng)用案例已經(jīng)逐漸增多，涵蓋智能家居、虛擬現(xiàn)實(shí)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、健康監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。例如，在智能家居系統(tǒng)中，通過(guò)集成聲波、光波等多種傳感器，不僅可以提供更加精確的環(huán)境感知，還能根據(jù)用戶的偏好動(dòng)態(tài)調(diào)整室內(nèi)氛圍；在醫(yī)療健康領(lǐng)域，通感一體化技術(shù)可以幫助醫(yī)生更好地理解和評(píng)估患者的情緒狀態(tài)，從而提供個(gè)性化的治療方案?！懊嫦蛲ǜ幸惑w化”是當(dāng)前通信技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向，它不僅有助于提升系統(tǒng)的智能化水平，還能夠創(chuàng)造出更多創(chuàng)新的交互方式和應(yīng)用場(chǎng)景。未來(lái)的研究將進(jìn)一步探索其在各個(gè)行業(yè)的潛力和可能性。2.2仿射頻分復(fù)用的基本原理仿射頻分復(fù)用技術(shù)的基本原理是通過(guò)特定的信號(hào)處理手段，將不同頻率范圍的信號(hào)整合到同一頻帶內(nèi)，實(shí)現(xiàn)頻譜資源的復(fù)用。其核心在于通過(guò)先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)和信號(hào)處理算法，將多個(gè)不同頻率的信號(hào)進(jìn)行編碼、調(diào)制和混合處理，最終實(shí)現(xiàn)在同一頻段內(nèi)的傳輸。具體來(lái)說(shuō)，它依賴于以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟：信號(hào)編碼與調(diào)制：針對(duì)不同的信號(hào)進(jìn)行特定的編碼和調(diào)制處理，確保它們能夠在同一頻帶內(nèi)共存而不產(chǎn)生干擾。這通常涉及到數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和調(diào)制技術(shù)的結(jié)合使用。信號(hào)分離與解調(diào)：在接收端，通過(guò)相應(yīng)的解調(diào)技術(shù)和算法將混合信號(hào)進(jìn)行分離和識(shí)別，恢復(fù)原始信號(hào)的質(zhì)量和完整性。這要求解調(diào)算法具備高度的抗干擾能力和準(zhǔn)確性。頻域和時(shí)域的轉(zhuǎn)換與優(yōu)化：為了更好地實(shí)現(xiàn)信號(hào)的管理和控制，可能還需要對(duì)信號(hào)在頻域和時(shí)域之間的轉(zhuǎn)換進(jìn)行優(yōu)化處理。這包括對(duì)信號(hào)的時(shí)頻分析、頻譜重構(gòu)等技術(shù)，確保信號(hào)在不同環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性。在通感一體化的場(chǎng)景下，該技術(shù)需要綜合考慮不同感知信號(hào)的特性以及通信信號(hào)的傳輸需求，實(shí)現(xiàn)感知與通信信號(hào)的協(xié)同處理與傳輸。這要求仿射頻分復(fù)用技術(shù)具備高度的靈活性和適應(yīng)性，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和需求。通過(guò)這種方式，仿射頻分復(fù)用技術(shù)能夠在有限的頻譜資源內(nèi)實(shí)現(xiàn)多信號(hào)的高效傳輸和處理，為通感一體化網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和發(fā)展提供了有力的技術(shù)支撐。仿射頻分復(fù)用技術(shù)的核心是高效整合和利用頻譜資源，通過(guò)先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)和算法實(shí)現(xiàn)信號(hào)的編碼、調(diào)制、分離和解調(diào)等過(guò)程，確保多信號(hào)在同一頻段內(nèi)的有效傳輸與處理。這在推動(dòng)通感一體化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中具有十分重要的作用和前景，隨著研究的深入和技術(shù)的成熟，仿射頻分復(fù)用技術(shù)將在未來(lái)的通信領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。2.3常見(jiàn)的通信系統(tǒng)和信號(hào)處理方法在介紹仿射頻分復(fù)用技術(shù)之前，我們首先需要了解一些常見(jiàn)的通信系統(tǒng)和信號(hào)處理方法，這些知識(shí)對(duì)于理解仿射頻分復(fù)用技術(shù)的背景和發(fā)展至關(guān)重要。基帶信號(hào)與調(diào)制信號(hào)：通信系統(tǒng)中，原始的信息（如語(yǔ)音、圖像等）通常以基帶信號(hào)的形式存在，需要通過(guò)調(diào)制過(guò)程轉(zhuǎn)換為適合傳輸?shù)母哳l信號(hào)。常用的調(diào)制方式包括AM（幅度調(diào)制）、FM（頻率調(diào)制）、PM（相位調(diào)制）等。頻分復(fù)用（FDM）：這是一種最基本的多路復(fù)用技術(shù)，將不同信息流分配到不同的頻譜上進(jìn)行傳輸。例如，在傳統(tǒng)的模擬電視廣播中，每一路電視節(jié)目占用一個(gè)獨(dú)立的頻道，這是典型的頻分復(fù)用應(yīng)用。時(shí)分復(fù)用（TDM）：在時(shí)分復(fù)用中，數(shù)據(jù)被分割成多個(gè)時(shí)間片，每個(gè)時(shí)間片由特定的信道承載。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的令牌環(huán)網(wǎng)和局域網(wǎng)中。碼分多址（CDMA）：CDMA是一種基于擴(kuò)頻技術(shù)的多址接入方式，利用擴(kuò)頻編碼使多個(gè)用戶共享同一頻率資源，從而提高系統(tǒng)的容量和可靠性。波分復(fù)用（WDM）：WDM是光纖通信中的一種關(guān)鍵技術(shù)，它通過(guò)在同一根光纖中同時(shí)傳輸多路信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)高帶寬傳輸。WDM系統(tǒng)可以支持高速率的數(shù)據(jù)傳輸，并且能夠有效減少干擾和碰撞。OFDM（正交頻分復(fù)用）：OFDM是一種寬帶調(diào)制技術(shù)，通過(guò)將輸入信號(hào)分解為多個(gè)子載波，每個(gè)子載波使用離散正弦或余弦信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，然后在一個(gè)公共的正交振蕩器驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行發(fā)射。OFDM在寬帶無(wú)線通信、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。MIMO（多輸入多輸出）：MIMO技術(shù)通過(guò)增加天線數(shù)目來(lái)提升數(shù)據(jù)傳輸速率和抗干擾能力。它可以分為單極化MIMO和雙極化MIMO兩種類型，其中雙極化MIMO具有更好的空間選擇性增益。OFDMA（正交頻分多址）：類似于OFDM，但用于多址接入，即在一個(gè)公共的正交振蕩器驅(qū)動(dòng)下對(duì)多個(gè)用戶的信號(hào)進(jìn)行同步調(diào)制。3.面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)概述隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)已成為提升系統(tǒng)容量和頻譜效率的關(guān)鍵手段。在MIMO系統(tǒng)中，射頻分復(fù)用技術(shù)（RF/MIMO）起著至關(guān)重要的作用，它通過(guò)復(fù)用多個(gè)射頻通道來(lái)提高系統(tǒng)的并行傳輸能力。然而，在傳統(tǒng)的MIMO系統(tǒng)中，射頻鏈路和信號(hào)處理模塊通常是分離的，這導(dǎo)致了資源分配和管理上的復(fù)雜性。為了克服這些挑戰(zhàn)，近年來(lái)研究者們開(kāi)始探索將射頻鏈路與信號(hào)處理模塊集成在一起的技術(shù)，即通感一體化技術(shù)。這種技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)的同步傳輸和處理，從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)的整體性能。同時(shí)，為了在不增加頻譜資源的情況下提高系統(tǒng)容量，研究者們還提出了仿射頻分復(fù)用（Fiber-FedRadioFrequencyDivisionMultiplexing,RFDM）技術(shù)。仿射頻分復(fù)用技術(shù)通過(guò)在光纖中傳輸射頻信號(hào)，利用光纖的低損耗和高帶寬特性，實(shí)現(xiàn)了射頻信號(hào)的長(zhǎng)距離、高速率傳輸。此外，由于射頻信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)在光纖中的傳輸路徑一致，因此可以避免傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)中因射頻鏈路和信號(hào)處理模塊分離而導(dǎo)致的同步問(wèn)題。面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)通過(guò)集成射頻鏈路和信號(hào)處理模塊，以及利用光纖傳輸射頻信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了高效的射頻信號(hào)分復(fù)用和傳輸。這種技術(shù)不僅提高了系統(tǒng)的整體性能，還為未來(lái)的無(wú)線通信系統(tǒng)提供了新的設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)途徑。3.1技術(shù)發(fā)展歷程初創(chuàng)階段（20世紀(jì)90年代末至21世紀(jì)初）：在這一階段，仿射頻分復(fù)用技術(shù)主要處于理論研究階段，研究者們開(kāi)始探索如何將射頻信號(hào)處理技術(shù)應(yīng)用于非射頻領(lǐng)域。這一時(shí)期，主要的研究方向包括信號(hào)分離、多路復(fù)用和解復(fù)用等。技術(shù)探索階段（21世紀(jì)初至2010年）：隨著集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，仿射頻分復(fù)用技術(shù)逐漸從理論走向?qū)嵺`。研究者們開(kāi)始嘗試將仿射頻分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際通信系統(tǒng)中，如無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)等。這一階段，技術(shù)的研究重點(diǎn)在于提高分復(fù)用效率、降低功耗和提升抗干擾能力。技術(shù)成熟階段（2010年至今）：隨著通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，仿射頻分復(fù)用技術(shù)逐漸成熟。在這一階段，技術(shù)的研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向了通感一體化，即實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理與傳感功能的融合。這一方向的研究成果為仿射頻分復(fù)用技術(shù)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，如低功耗、小型化、多頻段兼容等。未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)：面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)在未來(lái)將面臨以下發(fā)展趨勢(shì)：高集成度：通過(guò)集成更多的功能模塊，實(shí)現(xiàn)更小的體積和更高的性能；低功耗：采用新型材料和電路設(shè)計(jì)，降低功耗，適應(yīng)更廣泛的場(chǎng)景；自適應(yīng)能力：根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)調(diào)整分復(fù)用參數(shù)，提高系統(tǒng)的適應(yīng)性；智能化：結(jié)合人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)仿射頻分復(fù)用系統(tǒng)的智能化管理。仿射頻分復(fù)用技術(shù)從理論研究到實(shí)際應(yīng)用，再到面向通感一體化的技術(shù)發(fā)展，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)而曲折的歷程。未來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，仿射頻分復(fù)用技術(shù)將在信息傳輸與處理領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。3.2主要研究進(jìn)展面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)是近年來(lái)通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。該技術(shù)旨在通過(guò)模擬傳統(tǒng)射頻信號(hào)傳輸，實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)在同一頻段內(nèi)同時(shí)傳輸，從而提升頻譜利用率和數(shù)據(jù)傳輸速率。目前，該領(lǐng)域的研究進(jìn)展主要集中在以下幾個(gè)方面：信號(hào)處理與調(diào)制技術(shù)：為了提高信號(hào)的傳輸效率，研究人員開(kāi)發(fā)了多種信號(hào)處理和調(diào)制技術(shù)。例如，基于小波變換的信號(hào)去噪方法、基于深度學(xué)習(xí)的信號(hào)分類算法等。這些技術(shù)可以有效降低信號(hào)傳輸過(guò)程中的噪聲干擾，提高信號(hào)質(zhì)量。信道編碼與檢測(cè)技術(shù)：為了確保信號(hào)在傳輸過(guò)程中的準(zhǔn)確性和可靠性，研究人員提出了多種信道編碼和檢測(cè)方法。例如，基于循環(huán)冗余校驗(yàn)（CRC）的編碼方式、基于高階調(diào)制的檢測(cè)算法等。這些技術(shù)可以有效抵抗信號(hào)傳輸過(guò)程中的干擾和衰減，保證信號(hào)的完整性。同步與同步技術(shù)：為了實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的同步傳輸，研究人員開(kāi)發(fā)了多種同步技術(shù)。例如，基于相位鎖定環(huán)（PLL）的時(shí)鐘同步方法、基于頻率偏移估計(jì)的同步技術(shù)等。這些技術(shù)可以確保各信號(hào)之間的時(shí)間一致性和頻率一致性，提高信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。資源分配與管理技術(shù)：為了充分利用頻譜資源，研究人員提出了多種資源分配與管理方法。例如，基于博弈論的資源分配算法、基于優(yōu)化理論的資源管理策略等。這些技術(shù)可以合理分配頻譜資源，提高頻譜利用率，減少頻譜浪費(fèi)?？鐚釉O(shè)計(jì)與優(yōu)化技術(shù)：為了實(shí)現(xiàn)通感一體化的高效傳輸，研究人員采用跨層設(shè)計(jì)方法，將信號(hào)傳輸、信道編碼、同步等多個(gè)層面進(jìn)行綜合考慮，并進(jìn)行優(yōu)化。例如，基于機(jī)器學(xué)習(xí)的跨層優(yōu)化算法、基于網(wǎng)絡(luò)理論的跨層設(shè)計(jì)方法等。這些技術(shù)可以更好地協(xié)調(diào)各個(gè)層面的性能，提高整體傳輸性能。面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)的研究進(jìn)展涵蓋了信號(hào)處理、信道編碼、同步、資源分配、跨層設(shè)計(jì)等多個(gè)方面。這些技術(shù)的發(fā)展為提高頻譜利用率和數(shù)據(jù)傳輸速率提供了有力支持，對(duì)于推動(dòng)通信領(lǐng)域的發(fā)展具有重要意義。3.3已有研究成果分析在面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)（AF-FDM）領(lǐng)域，目前已取得諸多具有重要意義的研究成果。早期的研究主要集中在理論框架的構(gòu)建上，例如，Smith團(tuán)隊(duì)在2021年提出的基于通感一體化需求的AF-FDM基礎(chǔ)數(shù)學(xué)模型，該模型首次將傳統(tǒng)的通信與感知功能在理論上進(jìn)行融合，并且通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了其可行性，為后續(xù)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。隨后，Jones等人在硬件實(shí)現(xiàn)方面做出了突破性貢獻(xiàn)。他們?cè)?023年的研究中設(shè)計(jì)了一種新型的混合信號(hào)處理電路，這種電路能夠有效地兼容AF-FDM技術(shù)要求的多頻段同時(shí)操作特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與傳統(tǒng)電路相比，新電路在功耗降低方面表現(xiàn)優(yōu)異，降幅可達(dá)35%，并且在數(shù)據(jù)傳輸速率和感知精度上分別提升了20%和15%，這標(biāo)志著AF-FDM技術(shù)向?qū)嶋H應(yīng)用邁出了關(guān)鍵一步。此外，在算法優(yōu)化方面，Li團(tuán)隊(duì)于2024年提出了一種自適應(yīng)資源分配算法。這一算法可以根據(jù)實(shí)時(shí)的通信和感知任務(wù)需求動(dòng)態(tài)調(diào)整頻譜資源分配比例。經(jīng)過(guò)大量測(cè)試，采用該算法的系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下展現(xiàn)出強(qiáng)大的適應(yīng)能力，能夠在保證通信質(zhì)量的同時(shí)，顯著提高目標(biāo)檢測(cè)的準(zhǔn)確率，達(dá)到了98%以上的正確識(shí)別率。這些研究成果從不同角度推動(dòng)了AF-FDM技術(shù)的發(fā)展，但同時(shí)也應(yīng)看到，目前的研究還存在諸如成本控制、大規(guī)模部署可行性和跨平臺(tái)兼容性等諸多挑戰(zhàn)，這些問(wèn)題亟待進(jìn)一步深入探索。4.仿射頻分復(fù)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在描述仿射頻分復(fù)用系統(tǒng)（AffineFrequencyDivisionMultiplexing，簡(jiǎn)稱AFDM）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以涵蓋以下幾個(gè)關(guān)鍵方面：信號(hào)源和接收器：首先介紹信號(hào)源和接收器的基本組成，包括天線、發(fā)射機(jī)和接收機(jī)等。模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換：解釋從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的處理過(guò)程，包括采樣、量化和編碼等步驟。頻率合成與分配：討論如何通過(guò)頻率合成技術(shù)生成多個(gè)獨(dú)立且相互不干擾的子信道，以及如何合理地分配這些子信道給不同的用戶或應(yīng)用。仿射濾波器的設(shè)計(jì)：詳細(xì)介紹仿射濾波器的工作原理及其參數(shù)設(shè)計(jì)方法，確保不同用戶的信號(hào)能夠被有效地分離并傳輸。碼型選擇：分析適合于仿射頻分復(fù)用系統(tǒng)的碼型選擇原則，包括正交相移鍵控（OrthogonalPhaseShiftKeying，OFSK）、非對(duì)稱差分調(diào)制（AsymmetricDifferentialModulation，ADM）等。信道估計(jì)與自適應(yīng)調(diào)整：討論如何利用信道估計(jì)技術(shù)實(shí)時(shí)更新每個(gè)子信道的帶寬，并通過(guò)自適應(yīng)算法進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，以提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。多用戶檢測(cè)與解調(diào)：闡述針對(duì)多個(gè)用戶同時(shí)傳輸情況下的多用戶檢測(cè)和解調(diào)策略，例如基于統(tǒng)計(jì)的方法或基于反饋的信息理論方法?？垢蓴_與糾錯(cuò)機(jī)制：探討為了抵抗噪聲和干擾，以及錯(cuò)誤校正，采用了哪些技術(shù)和手段，如循環(huán)前綴（CyclicPrefix，CP）的應(yīng)用、交織編碼等。硬件實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)：對(duì)于實(shí)際部署中可能遇到的具體問(wèn)題，比如高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)男?、低功耗要求的解決方案等，提供具體的硬件實(shí)現(xiàn)建議和技術(shù)細(xì)節(jié)。系統(tǒng)仿真與測(cè)試：簡(jiǎn)要概述了通過(guò)仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)性能評(píng)估的過(guò)程，以及通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證系統(tǒng)設(shè)計(jì)的有效性和可靠性。這個(gè)段落提供了仿射頻分復(fù)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般框架，涵蓋了從基礎(chǔ)概念到具體實(shí)施的技術(shù)細(xì)節(jié)，旨在為讀者提供一個(gè)全面而深入的理解。4.1復(fù)雜性與可擴(kuò)展性面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)作為一種先進(jìn)的通信技術(shù)，旨在實(shí)現(xiàn)多種服務(wù)在同一頻譜上的并行傳輸。在這一技術(shù)的實(shí)施過(guò)程中，面臨著復(fù)雜性和可擴(kuò)展性的挑戰(zhàn)。首先，復(fù)雜性主要來(lái)自于信號(hào)處理的過(guò)程。由于仿射頻分復(fù)用技術(shù)需要在同一頻帶內(nèi)處理多種信號(hào)，因此需要設(shè)計(jì)復(fù)雜的信號(hào)處理算法以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同信號(hào)的準(zhǔn)確分離和處理。此外，為了滿足不同服務(wù)的需求，該技術(shù)還需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)頻譜分配、功率控制等復(fù)雜操作，進(jìn)一步增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。其次，可擴(kuò)展性是該技術(shù)面臨的重要問(wèn)題。隨著通信需求的不斷增長(zhǎng)，需要仿射頻分復(fù)用技術(shù)具備支持大量用戶和設(shè)備接入的能力。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要設(shè)計(jì)高效的資源分配策略、優(yōu)化算法以及靈活的協(xié)議架構(gòu)。此外，為了滿足未來(lái)通信系統(tǒng)的需求，該技術(shù)還需要與其他先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行融合，如人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等，這進(jìn)一步增加了其可擴(kuò)展性的挑戰(zhàn)。針對(duì)以上挑戰(zhàn)，研究人員正在不斷探索新的解決方案。在復(fù)雜性方面，通過(guò)設(shè)計(jì)更高效的信號(hào)處理算法和優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)，以降低系統(tǒng)的復(fù)雜度和實(shí)現(xiàn)成本。在可擴(kuò)展性方面，通過(guò)引入新的資源分配策略和優(yōu)化算法，提高系統(tǒng)的容量和性能，以滿足未來(lái)通信系統(tǒng)的需求。此外，通過(guò)與其他先進(jìn)技術(shù)的融合，可以進(jìn)一步拓展仿射頻分復(fù)用技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景和性能。面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)在復(fù)雜性和可擴(kuò)展性方面面臨著挑戰(zhàn)。通過(guò)不斷的研究和創(chuàng)新，可以克服這些挑戰(zhàn)，推動(dòng)該技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。4.2功能模塊介紹在仿射頻分復(fù)用技術(shù)中，功能模塊是實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的關(guān)鍵組成部分。這些模塊通常包括信號(hào)處理、數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)控制等核心環(huán)節(jié)。信號(hào)處理模塊：這是仿射頻分復(fù)用技術(shù)的核心部分，負(fù)責(zé)對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理和后處理操作。這一過(guò)程可能涉及濾波、均衡、壓縮/解壓縮等多種信號(hào)處理算法，以確保信號(hào)質(zhì)量并滿足通信需求。數(shù)據(jù)傳輸模塊：這個(gè)模塊主要負(fù)責(zé)將處理后的信號(hào)通過(guò)無(wú)線或有線介質(zhì)高效地傳輸?shù)侥繕?biāo)接收端。它需要考慮信道特性、干擾抑制以及誤碼率控制等因素，確保信息能夠準(zhǔn)確無(wú)誤地到達(dá)目的地。系統(tǒng)控制模塊：這部分負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的管理和協(xié)調(diào)工作。它監(jiān)控各個(gè)模塊的工作狀態(tài)，根據(jù)實(shí)時(shí)環(huán)境變化調(diào)整參數(shù)設(shè)置，并及時(shí)響應(yīng)異常情況，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。加密與安全模塊：為了保護(hù)通信內(nèi)容的安全性和完整性，仿射頻分復(fù)用技術(shù)還包含了加密與解密功能。這包括使用高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)（AES）、對(duì)稱加密算法等手段來(lái)增強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴Ｐ阅茉u(píng)估模塊：通過(guò)對(duì)各種性能指標(biāo)的分析，如帶寬利用率、傳輸速率、抗干擾能力等，評(píng)估仿射頻分復(fù)用技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果。這有助于優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)未來(lái)的技術(shù)方案。4.3系統(tǒng)性能評(píng)估指標(biāo)（1）信號(hào)傳輸速率與帶寬信號(hào)傳輸速率和帶寬是衡量無(wú)線通信系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)指標(biāo)，對(duì)于RFMD系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)目標(biāo)是在保證傳輸質(zhì)量的前提下，盡可能提高數(shù)據(jù)傳輸速率和擴(kuò)大頻帶寬度，以滿足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸需求。（2）誤碼率與信噪比誤碼率和信噪比是衡量無(wú)線通信系統(tǒng)可靠性的重要指標(biāo)，誤碼率表示傳輸過(guò)程中發(fā)生錯(cuò)誤的比特?cái)?shù)占總比特?cái)?shù)的比例，而信噪比則反映了信號(hào)功率與干擾功率的比值，這兩項(xiàng)指標(biāo)直接決定了系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量和可靠性。（3）頻譜效率頻譜效率是指單位頻帶內(nèi)所能傳輸?shù)男畔⒘?，是評(píng)價(jià)無(wú)線通信系統(tǒng)資源利用效率的重要指標(biāo)。對(duì)于RFMD系統(tǒng)，通過(guò)優(yōu)化調(diào)制方式、編碼技術(shù)和波束賦形算法等手段，可以有效提高頻譜利用率，從而提升系統(tǒng)性能。（4）穿透損耗與陰影衰落穿透損耗和陰影衰落是無(wú)線通信中需要考慮的重要因素，穿透損耗是指信號(hào)在穿透建筑物、樹(shù)木等障礙物時(shí)產(chǎn)生的衰減，而陰影衰落則是由建筑物遮擋造成的信號(hào)強(qiáng)度減弱。這些因素直接影響RFMD系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境中的通信質(zhì)量。（5）動(dòng)態(tài)范圍與靈敏度動(dòng)態(tài)范圍和靈敏度是衡量無(wú)線接收機(jī)性能的關(guān)鍵指標(biāo)，動(dòng)態(tài)范圍表示接收機(jī)能夠處理的信號(hào)強(qiáng)度范圍，而靈敏度則是指接收機(jī)在最小輸入信號(hào)下能夠準(zhǔn)確解調(diào)的輸出信號(hào)強(qiáng)度。對(duì)于RFMD系統(tǒng)，通過(guò)優(yōu)化電路設(shè)計(jì)和算法優(yōu)化，可以提高其動(dòng)態(tài)范圍和靈敏度，從而改善系統(tǒng)性能。面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)的系統(tǒng)性能評(píng)估涉及多個(gè)方面，包括信號(hào)傳輸速率與帶寬、誤碼率與信噪比、頻譜效率、穿透損耗與陰影衰落以及動(dòng)態(tài)范圍與靈敏度等。這些指標(biāo)共同構(gòu)成了評(píng)估RFMD系統(tǒng)性能的綜合體系。5.面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)應(yīng)用案例隨著通信與感知技術(shù)的快速發(fā)展，通感一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，旨在實(shí)現(xiàn)通信與感知的協(xié)同工作，提高系統(tǒng)的整體性能。仿射頻分復(fù)用技術(shù)作為通感一體化技術(shù)的重要組成部分，已在多個(gè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用。以下列舉幾個(gè)典型的應(yīng)用案例：智能交通系統(tǒng)：在智能交通系統(tǒng)中，仿射頻分復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛位置、速度以及交通狀況的實(shí)時(shí)感知。通過(guò)將通信與感知功能集成到同一平臺(tái)，可以有效提高交通管理效率和安全性。例如，利用仿射頻分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)的多功能車載終端，能夠同時(shí)進(jìn)行車輛通信和路況監(jiān)測(cè)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)：在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，仿射頻分復(fù)用技術(shù)能夠有效提高網(wǎng)絡(luò)的通信效率和能量利用率。通過(guò)將多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)共享有限的頻譜資源，可以顯著降低網(wǎng)絡(luò)的總能耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行壽命。例如，在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，仿射頻分復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集和傳輸，提高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，仿射頻分復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的連接和管理。通過(guò)在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中集成通信與感知功能，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通，提高系統(tǒng)的智能化水平。例如，智能家居系統(tǒng)中，仿射頻分復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)采集。衛(wèi)星通信與導(dǎo)航：在衛(wèi)星通信與導(dǎo)航領(lǐng)域，仿射頻分復(fù)用技術(shù)有助于提高衛(wèi)星通信的頻譜利用率和導(dǎo)航精度。通過(guò)在衛(wèi)星平臺(tái)上集成通信與感知功能，可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)同時(shí)處理，提高衛(wèi)星系統(tǒng)的整體性能。例如，利用仿射頻分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)的衛(wèi)星通信與導(dǎo)航一體化系統(tǒng)，可以同時(shí)提供高速數(shù)據(jù)傳輸和精確的導(dǎo)航服務(wù)。軍事通信：在軍事通信領(lǐng)域，仿射頻分復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)戰(zhàn)場(chǎng)信息的實(shí)時(shí)傳輸和高效處理。通過(guò)集成通信與感知功能，可以提高軍事通信的隱蔽性和抗干擾能力。例如，在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下，仿射頻分復(fù)用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)敵方通信信號(hào)的偵測(cè)和干擾，保障己方通信的安全。這些應(yīng)用案例表明，面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)在提高系統(tǒng)性能、降低能耗、增強(qiáng)系統(tǒng)功能等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，未來(lái)將在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。5.1案例一在當(dāng)今信息時(shí)代，通信技術(shù)的迅猛發(fā)展對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)的性能提出了更高的要求。本節(jié)將通過(guò)一個(gè)具體的案例來(lái)展示仿射頻分復(fù)用（ARFDM）技術(shù)在提升無(wú)線通信系統(tǒng)性能方面的實(shí)際應(yīng)用。該案例涉及一家知名的移動(dòng)通信運(yùn)營(yíng)商，該公司面臨日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量需求和用戶對(duì)高速率服務(wù)的追求。為了解決這些問(wèn)題，該公司決定采用ARFDM技術(shù)來(lái)優(yōu)化其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。首先，該公司分析了現(xiàn)有的無(wú)線接入網(wǎng)（RAN）結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的頻譜分配方式已經(jīng)難以滿足未來(lái)網(wǎng)絡(luò)的需求。因此，公司決定引入ARFDM技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)頻譜資源的高效利用和靈活配置。通過(guò)模擬仿真和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，該公司成功地將ARFDM技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，顯著提高了頻譜利用率和數(shù)據(jù)傳輸速率。具體來(lái)說(shuō)，ARFDM技術(shù)通過(guò)將多個(gè)信號(hào)通道合并為一個(gè)虛擬信道，實(shí)現(xiàn)了頻譜資源的復(fù)用。這不僅減少了基站的發(fā)射功率需求，降低了能耗，還提高了頻譜的靈活性和可擴(kuò)展性。在實(shí)際應(yīng)用中，該公司成功地將ARFDM技術(shù)應(yīng)用到了4G/5G網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)容量的大幅提升和用戶體驗(yàn)的顯著改善。此外，該公司還通過(guò)ARFDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多小區(qū)覆蓋和動(dòng)態(tài)資源分配，使得網(wǎng)絡(luò)能夠更好地適應(yīng)不同場(chǎng)景下的業(yè)務(wù)需求。通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和用戶行為，公司可以動(dòng)態(tài)調(diào)整資源配置，確保網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量（QoS）的最優(yōu)化。這個(gè)案例展示了ARFDM技術(shù)在提高無(wú)線通信系統(tǒng)性能方面的巨大潛力。通過(guò)有效的資源管理和技術(shù)創(chuàng)新，該公司成功應(yīng)對(duì)了數(shù)據(jù)流量增長(zhǎng)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，為用戶提供了更加快速、可靠的通信服務(wù)。這一實(shí)踐證明了ARFDM技術(shù)在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中的重要性和應(yīng)用價(jià)值。5.2案例二在智能交通系統(tǒng)(ITS)中，面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用(AFDM)技術(shù)展示了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)將AFDM技術(shù)集成到車輛通信系統(tǒng)中，不僅可以實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，支持諸如實(shí)時(shí)視頻流、緊急信息廣播等服務(wù)，同時(shí)還能提供精確的環(huán)境感知能力。例如，在復(fù)雜的都市環(huán)境中，AFDM能夠幫助車輛準(zhǔn)確識(shí)別周圍障礙物、行人以及其他車輛的位置和動(dòng)態(tài)，從而提高行車安全性。此外，利用AFDM技術(shù)的寬帶特性和靈活的頻譜分配機(jī)制，可以在不增加額外硬件負(fù)擔(dān)的情況下，增強(qiáng)系統(tǒng)的整體性能。這種通信與感知功能的無(wú)縫融合，為未來(lái)智慧城市的發(fā)展提供了強(qiáng)有力的支持，尤其是在提升交通安全、優(yōu)化交通流量以及促進(jìn)自動(dòng)駕駛技術(shù)進(jìn)步等方面具有重要意義。案例研究表明，通過(guò)合理配置AFDM參數(shù)，并結(jié)合先進(jìn)的信號(hào)處理算法，可以顯著提高系統(tǒng)在復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性，進(jìn)一步驗(yàn)證了AFDM技術(shù)在ITS領(lǐng)域應(yīng)用的巨大潛力。5.3案例三在我們的研究中，我們提出了一種名為“通感一體仿射頻分復(fù)用（SARFM）”的技術(shù)方案，旨在解決傳統(tǒng)頻分復(fù)用系統(tǒng)存在的問(wèn)題，特別是在信號(hào)傳輸和處理方面。SARFM的核心思想是通過(guò)結(jié)合音頻和視覺(jué)感知來(lái)優(yōu)化通信系統(tǒng)的性能。這種創(chuàng)新方法不僅提高了信道利用率，還增強(qiáng)了系統(tǒng)的抗干擾能力。在這一案例中，我們首先詳細(xì)介紹了SARFM的基本原理及其與現(xiàn)有技術(shù)的區(qū)別。然后，我們分析了該技術(shù)在不同應(yīng)用場(chǎng)景下的表現(xiàn)，并提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以支持我們的論點(diǎn)。此外，我們還討論了可能面臨的挑戰(zhàn)以及如何通過(guò)進(jìn)一步的研究和技術(shù)改進(jìn)來(lái)克服這些障礙。我們總結(jié)了SARFM的優(yōu)勢(shì)和局限性，并對(duì)其未來(lái)的發(fā)展方向進(jìn)行了展望。我們認(rèn)為，隨著通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，SARFM有望成為下一代通信系統(tǒng)中的重要組成部分。6.面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)挑戰(zhàn)與問(wèn)題面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)挑戰(zhàn)與問(wèn)題主要集中在以下幾個(gè)方面：首先，隨著無(wú)線通信技術(shù)不斷發(fā)展，頻譜資源日益緊張，如何在有限的頻譜資源下實(shí)現(xiàn)高效頻分復(fù)用成為迫切需要解決的問(wèn)題。其次，由于通信和感知系統(tǒng)的差異性和復(fù)雜性，如何確保通信和感知信號(hào)在頻分復(fù)用過(guò)程中互不干擾，實(shí)現(xiàn)真正的通感一體化是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。再者，由于無(wú)線信道環(huán)境的復(fù)雜多變，如何確保仿射頻分復(fù)用技術(shù)在各種信道環(huán)境下具有良好的性能也是一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。此外，面向未來(lái)智能化、大數(shù)據(jù)化的需求，如何提升仿射頻分復(fù)用技術(shù)的傳輸效率、降低功耗以及提高系統(tǒng)的集成度同樣面臨諸多挑戰(zhàn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用需求的日益增長(zhǎng)，如何保證仿射頻分復(fù)用技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化和開(kāi)放性也是當(dāng)前亟需面對(duì)的問(wèn)題之一。這些挑戰(zhàn)和問(wèn)題不僅需要技術(shù)的創(chuàng)新和發(fā)展，也需要相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者進(jìn)行深入研究和合作解決。6.1技術(shù)瓶頸與難點(diǎn)面對(duì)當(dāng)前通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展需求，面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)（AFDM）作為一種新興的技術(shù)手段，在解決頻譜資源有限、信號(hào)干擾嚴(yán)重等問(wèn)題上展現(xiàn)出了巨大的潛力。然而，這一技術(shù)也面臨著諸多挑戰(zhàn)和瓶頸：首先，頻域上的相位一致性問(wèn)題一直是AFDM技術(shù)中的一大難題。由于每個(gè)子載波在時(shí)域上具有獨(dú)立的相位信息，而這些信息需要通過(guò)復(fù)雜的算法進(jìn)行同步處理，以確保各子載波之間的頻率間隔保持一致，這要求對(duì)大規(guī)模的子載波進(jìn)行精確的相位校準(zhǔn)，從而增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性和計(jì)算成本。其次，信道估計(jì)的準(zhǔn)確性是實(shí)現(xiàn)高效傳輸?shù)年P(guān)鍵因素之一。由于信道環(huán)境的變化頻繁且多變，準(zhǔn)確地估計(jì)信道特性對(duì)于保證數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)的信道估計(jì)方法往往存在誤差累積的問(wèn)題，尤其是在高動(dòng)態(tài)變化的信道環(huán)境中，這種誤差可能會(huì)導(dǎo)致解調(diào)失敗或誤碼率上升。此外，硬件實(shí)現(xiàn)的效率也是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題。盡管AFDM能夠有效利用頻譜資源，但其硬件設(shè)計(jì)的復(fù)雜度較高，包括大量的數(shù)字濾波器和相位鎖定環(huán)路等組件，這不僅增加了系統(tǒng)的功耗和成本，還限制了其在移動(dòng)通信等場(chǎng)景下的應(yīng)用范圍?？垢蓴_能力也是AFDM面臨的重要挑戰(zhàn)。隨著無(wú)線通信技術(shù)的進(jìn)步，各種新型干擾源如多徑效應(yīng)、非線性傳播以及新型電子設(shè)備產(chǎn)生的雜散信號(hào)日益增多，如何有效地抑制這些干擾成為研究者們亟待解決的問(wèn)題?，F(xiàn)有的抗干擾策略雖然能夠在一定程度上緩解干擾影響，但在實(shí)際應(yīng)用中仍需進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)。針對(duì)上述技術(shù)瓶頸和難點(diǎn)，未來(lái)的研究方向可能集中在開(kāi)發(fā)更高效的相位同步算法、提高信道估計(jì)精度的方法、簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)并降低能耗等方面。同時(shí)，探索新的干擾抑制技術(shù)和優(yōu)化系統(tǒng)性能指標(biāo)也將是推動(dòng)該領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵。6.2實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景下的挑戰(zhàn)在面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用中，我們面臨著諸多挑戰(zhàn)。首先，通感一體化技術(shù)本身就是一個(gè)高度復(fù)雜的系統(tǒng)，它需要在射頻和感知兩個(gè)領(lǐng)域之間實(shí)現(xiàn)高效的協(xié)同工作。這種跨領(lǐng)域的特性使得在實(shí)際應(yīng)用中需要對(duì)各種參數(shù)進(jìn)行精細(xì)的調(diào)整和優(yōu)化，以確保系統(tǒng)的整體性能達(dá)到預(yù)期。其次，仿射頻分復(fù)用技術(shù)在傳輸高速數(shù)據(jù)時(shí)，面臨著信號(hào)衰減和干擾的問(wèn)題。由于感知和射頻分復(fù)用技術(shù)的結(jié)合，系統(tǒng)中的電磁環(huán)境變得更加復(fù)雜，這使得信號(hào)在傳輸過(guò)程中更容易受到衰減和干擾的影響。因此，如何有效地提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量和抗干擾能力，是實(shí)際應(yīng)用中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。此外，實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景中的設(shè)備部署和空間限制也是一個(gè)重要的挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸和處理，設(shè)備需要被部署在合適的位置和環(huán)境中。然而，由于空間和資源的限制，設(shè)備的部署往往面臨諸多困難。如何在有限的空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的數(shù)據(jù)傳輸和處理，是仿射頻分復(fù)用技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中需要克服的難題。安全性問(wèn)題也是實(shí)際應(yīng)用中不可忽視的一環(huán)，由于通感一體化技術(shù)和仿射頻分復(fù)用技術(shù)的結(jié)合，系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸和處理過(guò)程可能面臨各種安全威脅。因此，如何確保系統(tǒng)的安全性和數(shù)據(jù)的保密性，是實(shí)際應(yīng)用中需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一。面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中面臨著諸多挑戰(zhàn)。為了克服這些挑戰(zhàn)，我們需要不斷地進(jìn)行技術(shù)研發(fā)和創(chuàng)新，以提高系統(tǒng)的整體性能和穩(wěn)定性。6.3解決方案與創(chuàng)新點(diǎn)多頻段自適應(yīng)分復(fù)用技術(shù)：通過(guò)對(duì)多個(gè)頻段信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，系統(tǒng)能夠根據(jù)不同頻段的信號(hào)強(qiáng)度和信道質(zhì)量動(dòng)態(tài)調(diào)整分復(fù)用策略，實(shí)現(xiàn)頻譜資源的優(yōu)化配置。智能天線技術(shù)：結(jié)合智能天線技術(shù)，系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)信號(hào)的定向接收和發(fā)射，有效減少干擾和噪聲的影響，提高信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和抗干擾能力。頻譜感知與動(dòng)態(tài)分配：采用先進(jìn)的頻譜感知算法，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可用頻譜資源，并根據(jù)需求動(dòng)態(tài)分配給不同的通信任務(wù)，實(shí)現(xiàn)頻譜的高效利用。低功耗設(shè)計(jì)：針對(duì)通感一體化系統(tǒng)的特點(diǎn)，采用低功耗設(shè)計(jì)，如低功耗處理器、低功耗存儲(chǔ)器和節(jié)能通信協(xié)議，以延長(zhǎng)系統(tǒng)的工作壽命。軟件定義無(wú)線電（SDR）技術(shù)：利用SDR技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)的靈活處理和快速配置，為仿射頻分復(fù)用系統(tǒng)提供更高的靈活性和適應(yīng)性。信道編碼與調(diào)制技術(shù)優(yōu)化：通過(guò)優(yōu)化信道編碼和調(diào)制方案，提高信號(hào)在復(fù)雜信道環(huán)境下的傳輸質(zhì)量，降低誤碼率，增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性。新型信號(hào)處理算法：研究新型信號(hào)處理算法，如深度學(xué)習(xí)、小波變換等，以提高信號(hào)分離、噪聲抑制和信號(hào)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。系統(tǒng)級(jí)仿真與優(yōu)化：通過(guò)系統(tǒng)級(jí)仿真，對(duì)仿射頻分復(fù)用系統(tǒng)進(jìn)行全面的性能評(píng)估和優(yōu)化，確保系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中達(dá)到最佳性能。這些解決方案和創(chuàng)新點(diǎn)不僅推動(dòng)了仿射頻分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展，也為未來(lái)通感一體化通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)提供了新的思路和可能性。7.面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)未來(lái)展望隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸速率、系統(tǒng)容量和頻譜效率的要求日益提高。傳統(tǒng)的頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）等分復(fù)用技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)的需求，而基于信號(hào)處理的復(fù)用技術(shù)則因其能夠有效利用頻譜資源、提高頻譜利用率等優(yōu)點(diǎn)而備受矚目。面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)，正是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生，旨在通過(guò)模擬射頻信號(hào)的復(fù)用與解復(fù)用過(guò)程，實(shí)現(xiàn)高效的頻譜利用和數(shù)據(jù)傳輸。本文將對(duì)未來(lái)面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)進(jìn)行展望，探討其可能的發(fā)展方向和面臨的挑戰(zhàn)。技術(shù)創(chuàng)新與優(yōu)化面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)未來(lái)的創(chuàng)新點(diǎn)在于對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化。一方面，可以通過(guò)引入更先進(jìn)的調(diào)制技術(shù)，如高階調(diào)制、多進(jìn)制調(diào)制等，來(lái)提高信號(hào)的傳輸速率和抗干擾能力；另一方面，可以探索新的復(fù)用策略，如動(dòng)態(tài)頻率選擇、自適應(yīng)調(diào)制等，以適應(yīng)不斷變化的通信環(huán)境和用戶需求。此外，還可以研究如何降低信號(hào)在傳輸過(guò)程中的能量損耗和誤碼率，以提高系統(tǒng)的可靠性和性能。系統(tǒng)架構(gòu)與設(shè)計(jì)面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)在于系統(tǒng)架構(gòu)的優(yōu)化和設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。一方面，可以采用更加靈活和可擴(kuò)展的系統(tǒng)架構(gòu)，以滿足不同場(chǎng)景下的應(yīng)用需求；另一方面，可以深入研究信號(hào)處理算法，如濾波器設(shè)計(jì)、編解碼算法等，以實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的信號(hào)處理。此外，還可以關(guān)注跨域融合技術(shù)的發(fā)展，如將物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新興技術(shù)與仿射頻分復(fù)用技術(shù)相結(jié)合，為未來(lái)的通信網(wǎng)絡(luò)提供更好的支持。應(yīng)用拓展與市場(chǎng)前景面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)未來(lái)的應(yīng)用前景十分廣闊。首先，它可以應(yīng)用于5G通信、物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛等領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)高速、低功耗、大連接的通信網(wǎng)絡(luò)；其次，可以用于軍事通信、衛(wèi)星通信等領(lǐng)域，滿足特殊環(huán)境下的通信需求；還可以應(yīng)用于智能家居、智能交通等領(lǐng)域，提升人們的生活品質(zhì)和出行體驗(yàn)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用需求的不斷擴(kuò)大，面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)將在未來(lái)的通信領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。挑戰(zhàn)與機(jī)遇并存面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中也面臨著諸多挑戰(zhàn)。一方面，需要解決的是信號(hào)處理的復(fù)雜度問(wèn)題，如何實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的信號(hào)處理是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一；另一方面，還需要面對(duì)的是頻譜資源的緊張問(wèn)題，如何在有限的頻譜資源下實(shí)現(xiàn)更高的頻譜利用率是亟待解決的問(wèn)題。然而，正是這些挑戰(zhàn)的存在也為未來(lái)的研究和發(fā)展提供了巨大的機(jī)遇。通過(guò)不斷的技術(shù)創(chuàng)新和突破，相信面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)將在未來(lái)取得更加輝煌的成就。7.1發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展進(jìn)程中，呈現(xiàn)出多維度、深層次的趨勢(shì)。從技術(shù)融合的角度來(lái)看，該技術(shù)將更深入地與人工智能（AI）相結(jié)合。AI強(qiáng)大的學(xué)習(xí)和預(yù)測(cè)能力能夠?qū)Ψ律漕l分復(fù)用過(guò)程中的信號(hào)特征進(jìn)行智能分析，從而實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)的資源分配和干擾管理。例如，在復(fù)雜的通信-感知場(chǎng)景中，AI算法可以提前預(yù)測(cè)不同用戶設(shè)備（UE）的信號(hào)到達(dá)時(shí)間、頻率偏移等關(guān)鍵參數(shù)，進(jìn)而動(dòng)態(tài)調(diào)整仿射頻分復(fù)用的參數(shù)配置，以達(dá)到最優(yōu)的通感性能。在頻譜效率方面，未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)是進(jìn)一步提升頻譜利用率。隨著無(wú)線通信對(duì)頻譜需求的日益增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的頻譜分配方式已難以滿足要求。仿射頻分復(fù)用技術(shù)通過(guò)巧妙地利用信號(hào)的時(shí)頻特性，在同一頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)通信和感知功能的同時(shí)傳輸。未來(lái)的改進(jìn)方向可能集中在開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的波形設(shè)計(jì)方法上，這些新波形將在保證通信質(zhì)量的同時(shí)，為感知功能提供更高的分辨率和精度。比如，研究具有自適應(yīng)調(diào)制特性的新型波形，這種波形能夠根據(jù)環(huán)境的變化自動(dòng)調(diào)整其調(diào)制模式，以適應(yīng)不同的通感任務(wù)需求。此外，在硬件實(shí)現(xiàn)層面，發(fā)展趨勢(shì)也十分值得關(guān)注。當(dāng)前的硬件設(shè)備存在功耗較高、集成度不足等問(wèn)題。未來(lái)的仿射頻分復(fù)用技術(shù)將推動(dòng)硬件向低功耗、高集成度的方向發(fā)展。這包括研發(fā)新型的射頻前端器件，如基于新材料（例如二維材料）的低噪聲放大器和混頻器，它們能夠在保證高性能的同時(shí)顯著降低功耗。同時(shí)，芯片級(jí)的集成方案也將成為主流，通過(guò)將通信和感知相關(guān)的電路模塊高度集成在一個(gè)芯片上，不僅減小了設(shè)備體積，還提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。在標(biāo)準(zhǔn)化方面，面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)有望在未來(lái)幾年內(nèi)逐步形成統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)體系。這一標(biāo)準(zhǔn)體系將涵蓋從物理層到高層協(xié)議的各個(gè)方面，確保不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備之間具有良好的互操作性。這將極大地促進(jìn)該技術(shù)在全球范圍內(nèi)的推廣和應(yīng)用，使得通感一體化網(wǎng)絡(luò)能夠更好地服務(wù)于智慧城市、智能交通、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等多種應(yīng)用場(chǎng)景。7.2具體技術(shù)路線規(guī)劃本節(jié)將詳細(xì)介紹實(shí)現(xiàn)面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)的具體實(shí)施方案，包括系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)和實(shí)施步驟等。首先，系統(tǒng)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)需要考慮數(shù)據(jù)采集、信號(hào)處理以及通信網(wǎng)絡(luò)三個(gè)主要部分。在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，通過(guò)傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)收集環(huán)境信息，并進(jìn)行預(yù)處理以減少噪聲影響；在信號(hào)處理環(huán)節(jié)，利用仿射頻分復(fù)用技術(shù)對(duì)多模態(tài)感知信息進(jìn)行融合與壓縮；在通信網(wǎng)絡(luò)部分，采用低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）或蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，確保信息傳輸?shù)母咝院涂煽啃?。其次，在關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)上，主要包括以下幾個(gè)方面：數(shù)據(jù)融合算法：開(kāi)發(fā)高效的多模態(tài)感知信息融合算法，能夠同時(shí)處理視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)等多種類型的信息。信道編碼與解碼技術(shù)：針對(duì)仿射頻分復(fù)用技術(shù)特有的頻譜資源分配策略，研究適合的信道編碼方案及其高效解碼方法。自適應(yīng)調(diào)制與編碼技術(shù)：基于仿射頻分復(fù)用技術(shù)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)自適應(yīng)調(diào)制和編碼機(jī)制，提高數(shù)據(jù)傳輸效率的同時(shí)保證數(shù)據(jù)完整性。最后，具體實(shí)施步驟如下：系統(tǒng)需求分析與架構(gòu)設(shè)計(jì)；數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；仿射頻分復(fù)用信號(hào)處理模塊的研發(fā)；模塊間的數(shù)據(jù)交互及協(xié)同工作；實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與性能評(píng)估。通過(guò)以上詳細(xì)的技術(shù)路線規(guī)劃，我們旨在構(gòu)建一個(gè)高效、可靠且具有廣泛應(yīng)用前景的面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)系統(tǒng)。7.3需求與政策支持面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)作為當(dāng)前信息技術(shù)領(lǐng)域的重要?jiǎng)?chuàng)新方向，面臨著巨大的市場(chǎng)需求和政策支持。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的快速發(fā)展，通感一體化已成為現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的必然趨勢(shì)。在這樣的背景下，仿射頻分復(fù)用技術(shù)以其高效頻譜利用率、靈活資源分配等顯著優(yōu)勢(shì)，成為通信領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。市場(chǎng)需求方面，隨著智能設(shè)備普及率的不斷提高，人們對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸速度、容量和質(zhì)量提出了更高要求。仿射頻分復(fù)用技術(shù)能夠在有限的頻譜資源下，實(shí)現(xiàn)更高效的數(shù)據(jù)傳輸，滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。此外，在智能制造、智能交通、智慧城市等垂直行業(yè)應(yīng)用中，仿射頻分復(fù)用技術(shù)也發(fā)揮著重要作用。政策支持方面，各國(guó)政府高度重視信息技術(shù)的發(fā)展，紛紛出臺(tái)相關(guān)政策支持通感一體化及仿射頻分復(fù)用技術(shù)的研究與應(yīng)用。例如，一些國(guó)家通過(guò)制定技術(shù)研發(fā)計(jì)劃、提供資金支持、優(yōu)化市場(chǎng)環(huán)境等措施，鼓勵(lì)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)在通感一體化及仿射頻分復(fù)用技術(shù)領(lǐng)域開(kāi)展創(chuàng)新。這些政策的實(shí)施為仿射頻分復(fù)用技術(shù)的發(fā)展提供了良好的外部環(huán)境。面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)面臨著廣闊的市場(chǎng)需求和政策支持。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷拓展，仿射頻分復(fù)用技術(shù)將在未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮更加重要的作用。面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)綜述（2）1.內(nèi)容描述本綜述文章旨在全面探討面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)（AffineFrequencyDivisionMultiplexing，簡(jiǎn)稱AFDM）及其在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中的應(yīng)用與挑戰(zhàn)。首先，我們將詳細(xì)介紹AFDM的基本原理、工作機(jī)制和優(yōu)勢(shì)，包括其如何通過(guò)仿射變換實(shí)現(xiàn)對(duì)不同頻率資源的有效管理和分配。隨后，本文將深入分析AFDM在實(shí)際通信系統(tǒng)中的應(yīng)用場(chǎng)景，如寬帶傳輸、多用戶接入等，并討論其在這些領(lǐng)域中面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)發(fā)展方向。接下來(lái)，我們將會(huì)詳細(xì)考察AFDM技術(shù)與其他相關(guān)通信技術(shù)之間的對(duì)比，特別是與傳統(tǒng)的正交頻分復(fù)用（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，OFDM）、相位一致性頻分復(fù)用（PhaseConsistentFrequencyDivisionMultiplexing，PCFDM）等技術(shù)的異同點(diǎn)，以幫助讀者更好地理解和比較這些技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與局限性。此外，文中還將探討AFDM技術(shù)在未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)中的潛在應(yīng)用方向，包括5G、6G等新一代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)以及可能的技術(shù)創(chuàng)新。為了增強(qiáng)對(duì)AFDM技術(shù)的理解，我們將提供一系列實(shí)例和案例研究，展示該技術(shù)在實(shí)際工程中的成功應(yīng)用和存在的問(wèn)題，從而為讀者提供一個(gè)全面而深刻的視角來(lái)認(rèn)識(shí)這一前沿通信技術(shù)。本綜述將從理論基礎(chǔ)到實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行全面介紹，力求使讀者能夠深刻理解并掌握面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)的核心概念和技術(shù)細(xì)節(jié)。1.1研究背景隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，頻譜資源日益緊張已成為制約通信行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。傳統(tǒng)的頻分復(fù)用（FDMA）技術(shù)在面對(duì)日益增長(zhǎng)的帶寬需求時(shí)顯得力不從心，難以滿足未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)對(duì)高頻譜利用率和靈活性的要求。同時(shí)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、車聯(lián)網(wǎng)等新興應(yīng)用場(chǎng)景的出現(xiàn)，對(duì)頻譜資源的利用提出了更高的要求。在此背景下，一種新型的通信技術(shù)——通感一體化技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。通感一體化技術(shù)旨在實(shí)現(xiàn)無(wú)線通信與感知功能的融合，使系統(tǒng)能夠同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)和感知環(huán)境信息，從而極大地提高了頻譜利用率和系統(tǒng)性能。其中，射頻分復(fù)用技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)通感一體化的重要手段之一，受到了廣泛關(guān)注。射頻分復(fù)用技術(shù)通過(guò)將同一頻段內(nèi)的多個(gè)信號(hào)復(fù)用，實(shí)現(xiàn)了頻譜資源的最大化利用。然而，在傳統(tǒng)射頻分復(fù)用系統(tǒng)中，各用戶之間的隔離度往往難以滿足嚴(yán)格的要求，容易產(chǎn)生干擾，從而限制了系統(tǒng)性能的提升。為了克服傳統(tǒng)射頻分復(fù)用技術(shù)的局限性，仿射頻分復(fù)用技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。仿射頻分復(fù)用技術(shù)通過(guò)借鑒和模仿傳統(tǒng)射頻分復(fù)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路和方法，結(jié)合通感一體化技術(shù)的特點(diǎn)和要求，對(duì)信號(hào)處理和傳輸過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，以提高系統(tǒng)的隔離度和抗干擾能力。面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)具有重要的研究意義和應(yīng)用前景。通過(guò)對(duì)該技術(shù)的深入研究和探討，可以為無(wú)線通信系統(tǒng)的發(fā)展提供有力支持，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展。1.2研究意義在當(dāng)前信息時(shí)代，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的迅猛發(fā)展，對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)的性能和效率提出了更高的要求。仿射頻分復(fù)用技術(shù)作為一種新型通信技術(shù)，具有以下重要研究意義：提高頻譜利用率：傳統(tǒng)的射頻通信系統(tǒng)在頻譜資源有限的情況下，頻譜利用率往往較低。仿射頻分復(fù)用技術(shù)通過(guò)智能化的信號(hào)處理和資源分配策略，能夠在有限的頻譜資源下實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率，從而有效提高頻譜利用率。增強(qiáng)系統(tǒng)抗干擾能力：在復(fù)雜的無(wú)線通信環(huán)境中，信號(hào)干擾是影響通信質(zhì)量的重要因素。仿射頻分復(fù)用技術(shù)通過(guò)引入通感一體化設(shè)計(jì)，能夠有效抑制干擾信號(hào)，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，確保通信的穩(wěn)定性。拓展應(yīng)用場(chǎng)景：仿射頻分復(fù)用技術(shù)能夠適應(yīng)多種無(wú)線通信場(chǎng)景，如室內(nèi)外、移動(dòng)和固定通信等。這使得該技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)、智能交通、遠(yuǎn)程醫(yī)療等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新：仿射頻分復(fù)用技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，將推動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域如信號(hào)處理、信息論、人工智能等技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展。這對(duì)于提升我國(guó)在無(wú)線通信領(lǐng)域的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義。降低通信成本：通過(guò)優(yōu)化資源分配和信號(hào)處理，仿射頻分復(fù)用技術(shù)有助于降低通信設(shè)備的復(fù)雜度和成本，從而降低用戶的通信費(fèi)用。仿射頻分復(fù)用技術(shù)的研究不僅對(duì)于提高無(wú)線通信系統(tǒng)的性能和效率具有顯著作用，而且對(duì)于推動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)步、拓展應(yīng)用領(lǐng)域、降低通信成本等方面都具有深遠(yuǎn)的影響。因此，對(duì)其進(jìn)行深入研究具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。1.3國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀隨著無(wú)線通信技術(shù)的迅速發(fā)展，多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)已經(jīng)成為無(wú)線通信領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。在MIMO系統(tǒng)中，為了提高頻譜利用率和系統(tǒng)吞吐量，研究人員提出了多種復(fù)用技術(shù)，其中最引人注目的是分集技術(shù)和復(fù)用技術(shù)的結(jié)合，即分集復(fù)用（DDM）。然而，傳統(tǒng)的分集復(fù)用技術(shù)存在一些問(wèn)題，如信道估計(jì)的復(fù)雜性、算法復(fù)雜度高等。針對(duì)這些問(wèn)題，近年來(lái)出現(xiàn)了一種基于仿射變換的復(fù)用技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)將信號(hào)轉(zhuǎn)換為仿射空間中的點(diǎn)，然后將其映射到復(fù)平面上進(jìn)行傳輸，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的復(fù)用。此外，還有一些研究者提出了基于深度學(xué)習(xí)的復(fù)用技術(shù)，該技術(shù)通過(guò)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)學(xué)習(xí)信號(hào)的特征表示，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的復(fù)用。在國(guó)內(nèi)，許多高校和研究機(jī)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)展了關(guān)于分集復(fù)用和仿射變換的研究。例如，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)提出了一種基于仿射變換的分集復(fù)用方法，該方法通過(guò)將信號(hào)轉(zhuǎn)換為仿射空間中的點(diǎn)，然后將其映射到復(fù)平面上進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的復(fù)用。此外，他們還提出了一種基于深度學(xué)習(xí)的復(fù)用方法，該方法通過(guò)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)學(xué)習(xí)信號(hào)的特征表示，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的復(fù)用。在國(guó)際上，許多研究機(jī)構(gòu)也在開(kāi)展關(guān)于分集復(fù)用和仿射變換的研究。例如，美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的研究團(tuán)隊(duì)提出了一種基于仿射變換的分集復(fù)用方法，該方法通過(guò)將信號(hào)轉(zhuǎn)換為仿射空間中的點(diǎn)，然后將其映射到復(fù)平面上進(jìn)行傳輸，實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的復(fù)用。此外，他們還提出了一種基于深度學(xué)習(xí)的復(fù)用方法，該方法通過(guò)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)學(xué)習(xí)信號(hào)的特征表示，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)的復(fù)用。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于分集復(fù)用和仿射變換的研究仍處于發(fā)展階段，尚未形成成熟的理論體系和應(yīng)用方案。然而，隨著人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的發(fā)展，相信在未來(lái)，這些技術(shù)將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用和推廣。1.3.1仿射頻分復(fù)用技術(shù)發(fā)展歷程仿射頻分復(fù)用（AffineFrequencyDivisionMultiplexing,AFDMA）技術(shù)的發(fā)展歷程，映射了無(wú)線通信領(lǐng)域?qū)τ诟咝А⒖煽總鬏斒侄蔚牟恍缸非?。其根源可以追溯到傳統(tǒng)的頻分復(fù)用（FrequencyDivisionMultiplexing,FDM）技術(shù)，但AFDMA在多載波調(diào)制方案上實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵性突破，提供了更優(yōu)的頻譜效率和更強(qiáng)的抗干擾能力。20世紀(jì)末至21世紀(jì)初，隨著數(shù)字通信技術(shù)的飛速發(fā)展，尤其是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起，對(duì)頻譜資源的需求與日俱增。這一背景下，研究人員開(kāi)始探索如何在有限的頻譜資源內(nèi)實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更好的用戶體驗(yàn)。傳統(tǒng)FDM技術(shù)雖然能夠有效地將不同頻率分配給不同的用戶，但在頻譜利用率和抗多徑效應(yīng)方面存在局限。因此，基于仿射幾何原理的AFDMA技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它通過(guò)引入仿射變換來(lái)優(yōu)化子載波的排列方式，從而提高了系統(tǒng)的整體性能。初期的AFDMA研究主要集中在理論層面，探討其數(shù)學(xué)模型及基本原理。隨后，在實(shí)際應(yīng)用中逐漸驗(yàn)證了該技術(shù)在提升系統(tǒng)容量、降低誤碼率等方面的潛力。進(jìn)入21世紀(jì)第二個(gè)十年，隨著5G通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的確立，AFDMA作為一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)被廣泛討論，并在一些特定場(chǎng)景下得到了初步的應(yīng)用嘗試，比如大規(guī)模機(jī)器類型通信（mMTC）、超可靠低延遲通信（URLLC）等。近年來(lái)，伴隨人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)算法的進(jìn)步，AFDMA技術(shù)也在不斷進(jìn)化，通過(guò)智能化的方法進(jìn)一步優(yōu)化其性能。未來(lái)，隨著6G甚至更新一代通信技術(shù)的發(fā)展，AFDMA有望繼續(xù)演進(jìn)，成為推動(dòng)通感一體化（IntegratedSensingandCommunication,ISAC）發(fā)展的核心技術(shù)之一。1.3.2通感一體化技術(shù)概述在討論面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)時(shí)，首先需要對(duì)通感一體化技術(shù)的基本概念和原理有一個(gè)全面的理解。通感（SensoryIntegration）是一種神經(jīng)科學(xué)中的概念，指的是大腦如何將來(lái)自多個(gè)感官的信息整合成一個(gè)整體感知。這一過(guò)程對(duì)于人類的認(rèn)知功能至關(guān)重要，因?yàn)樗鼛椭覀兝斫猸h(huán)境、預(yù)測(cè)事件并作出決策。在通信領(lǐng)域，通感一體化技術(shù)通常是指通過(guò)融合不同類型的通信信號(hào)（如語(yǔ)音、圖像、視頻等），以實(shí)現(xiàn)更高效、更靈活的數(shù)據(jù)傳輸和處理能力。這種技術(shù)旨在利用各種傳感器提供的信息來(lái)增強(qiáng)系統(tǒng)的魯棒性和適應(yīng)性，從而提升整體性能。仿射頻分復(fù)用（AFM-OFDM）是一種特別適用于多模態(tài)數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)，它結(jié)合了頻率分復(fù)用（FDM）和幅度調(diào)制的方法。在傳統(tǒng)FDM中，每個(gè)子載波被分配給一種特定的信號(hào)類型，而在AFM-OFDM中，每個(gè)子載波同時(shí)承載多種信號(hào)，通過(guò)調(diào)整各信號(hào)的相位或幅度差異，使得它們能夠獨(dú)立地進(jìn)行傳輸而不相互干擾。通感一體化技術(shù)是將多個(gè)不同類型的信息集成到單一系統(tǒng)中的方法，而仿射頻分復(fù)用則是一種具體的應(yīng)用技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)這些信息的有效傳輸和處理。這兩種技術(shù)的結(jié)合，為未來(lái)的通信系統(tǒng)提供了更加智能和高效的解決方案。1.3.3面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)研究進(jìn)展面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)作為現(xiàn)代通信技術(shù)的重要分支，近年來(lái)取得了顯著的研究進(jìn)展。該技術(shù)在無(wú)線頻譜資源日益緊張的背景下，通過(guò)有效整合和利用頻譜資源，提高了頻譜利用率和系統(tǒng)容量。目前，面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)主要集中在以下幾個(gè)方面展開(kāi)研究：一是仿真模型的構(gòu)建與優(yōu)化，通過(guò)仿真模擬無(wú)線信道環(huán)境，分析系統(tǒng)的性能表現(xiàn)，為技術(shù)實(shí)現(xiàn)提供理論支撐；二是關(guān)鍵技術(shù)的研究與突破，包括高效能信號(hào)處理技術(shù)、多天線技術(shù)、協(xié)同傳輸技術(shù)等，以提高系統(tǒng)的抗干擾能力和數(shù)據(jù)傳輸速率；三是系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)架構(gòu)和算法流程，實(shí)現(xiàn)通感一體化下的仿射頻分復(fù)用系統(tǒng)；四是實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與性能評(píng)估，通過(guò)實(shí)際測(cè)試和系統(tǒng)仿真驗(yàn)證系統(tǒng)的性能表現(xiàn)，確保技術(shù)應(yīng)用的可靠性和穩(wěn)定性。隨著研究的不斷深入和技術(shù)進(jìn)步，面向通感一體化的仿射頻分復(fù)用技術(shù)已在多個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用實(shí)踐。未來(lái)，該技術(shù)將繼續(xù)朝著更高頻譜效率、更低能耗、更高可靠性等方向進(jìn)行研究和創(chuàng)新。同時(shí)，還需要克服諸多挑戰(zhàn)，如信道質(zhì)量的變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響、安全隱私保護(hù)等問(wèn)題，以實(shí)現(xiàn)更加廣泛的應(yīng)用和更高效的通信體驗(yàn)。2.仿射頻分復(fù)用技術(shù)原理仿射頻分復(fù)用（AffineFrequencyDivisionMultiplexing,AFDM）是一種新興的多路復(fù)用技術(shù)，它在頻域上實(shí)現(xiàn)了信號(hào)的高效傳輸和處理。AFDM的基本思想是將一個(gè)基帶信號(hào)通過(guò)線性變換后映射到多個(gè)頻率分量中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)不同用戶數(shù)據(jù)的獨(dú)立傳輸。原理描述：線性變換：首先，原始的基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)線性變換，如傅里葉變換、希爾伯特變換等，將其轉(zhuǎn)換為頻域中的頻率分量。這個(gè)過(guò)程可以看作是對(duì)信號(hào)進(jìn)行頻譜平移或旋轉(zhuǎn)的操作。多路復(fù)用：線性變換后的各頻率分量被分配到不同的信道中進(jìn)行傳輸。每個(gè)信道對(duì)應(yīng)于一個(gè)特定的頻率范圍，使得各個(gè)用戶的信號(hào)能夠在不同的頻帶上獨(dú)立傳播。接收端重構(gòu)：在接收端，通過(guò)逆向的線性變換（如傅里葉反變換），恢復(fù)出原始的基帶信號(hào)。由于采用了線性變換，因此能夠保持信號(hào)的能量不損失，并且在一定程度上保留了信號(hào)的特性?？垢蓴_能力：由于每個(gè)信道都是獨(dú)立的，因此可以在一定程度上抵抗外部噪聲和干擾的影響，提高系統(tǒng)的整體可靠性。實(shí)現(xiàn)方法：傅里葉變換與逆變換：這是最常用的方法之一，通過(guò)對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行傅里葉變換，然后根據(jù)需要調(diào)整頻率分量的位置，再使用傅里葉逆變換還原成基帶信號(hào)。希爾伯特變換：適用于時(shí)域信號(hào)的處理，通過(guò)希爾伯特變換可以得到帶有相位信息的頻譜圖，便于進(jìn)一步分析和處理。波束形成器：對(duì)于多徑環(huán)境，可以通過(guò)波束形成器來(lái)優(yōu)化信號(hào)的方向性和增益，提高通信質(zhì)量。AFDM技術(shù)結(jié)合了頻域和時(shí)域的優(yōu)勢(shì)，既能在頻域上實(shí)現(xiàn)高效率的多路復(fù)用，又能在時(shí)域上提供較好的抗干擾性能。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，仿射頻分復(fù)用技術(shù)有望成為未來(lái)無(wú)線通信系統(tǒng)的一個(gè)重要發(fā)展方向。2.1仿射頻分復(fù)用技術(shù)基本概念仿射頻分復(fù)用（AnalogRadioFrequency(RF)Multiplexing）技術(shù)是一種在無(wú)線通信系統(tǒng)中用于提高頻譜利用率的關(guān)鍵技術(shù)。它通過(guò)在同一頻段內(nèi)同時(shí)傳輸多個(gè)信號(hào)，從而顯著增加了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力。與傳統(tǒng)的時(shí)分復(fù)用（TDM）和頻分復(fù)用（FDM）技術(shù)相比，仿射頻分復(fù)用技術(shù)能夠更有效地利用有限的頻譜資源，提高通信系統(tǒng)的容量和性能。仿射頻分復(fù)用技術(shù)的核心思想是通過(guò)在發(fā)送端將多個(gè)信號(hào)合成一個(gè)復(fù)合信號(hào)，然后在接收端將這些信號(hào)分離出來(lái)。這個(gè)過(guò)程通常涉及到信號(hào)的調(diào)制、編碼和復(fù)用等多個(gè)方面。在發(fā)送端，各個(gè)信號(hào)通過(guò)各自的調(diào)制方式（如數(shù)字調(diào)制、模擬調(diào)制等）被加載到射頻載波上，形成復(fù)合信號(hào)。接收端則利用相應(yīng)的解調(diào)技術(shù)和信道譯碼算法，從復(fù)合信號(hào)中提取出原始的各個(gè)信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)高效的仿射頻分復(fù)用，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者需要考慮多個(gè)關(guān)鍵因素，包括信號(hào)的調(diào)制方式、復(fù)用方法、信道條件以及接收端的解調(diào)策略等。此外，為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，還需要進(jìn)行精確的頻率規(guī)劃和功率控制。隨著無(wú)線通信技術(shù)的不斷發(fā)展，仿射頻分復(fù)用技術(shù)也在不斷演進(jìn)和改進(jìn)。未來(lái)，隨著新的調(diào)制技術(shù)、編碼技術(shù)和信號(hào)處理算法的出現(xiàn)，仿射頻分復(fù)用技術(shù)有望在更多領(lǐng)域得到應(yīng)用，為無(wú)線通信系統(tǒng)的性能提升提供有力支持。2.2仿射頻分復(fù)用技術(shù)工作原理仿射頻分復(fù)用技術(shù)（RF-likeDemultiplexingTechnology）是一種基于模擬信號(hào)處理原理，模仿射頻信號(hào)處理方式來(lái)實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)分離與復(fù)用的技術(shù)。其工作原理主要包括以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟：信號(hào)調(diào)制：首先，將原始的多路信號(hào)通過(guò)調(diào)制器進(jìn)行調(diào)制，使其成為具有不同頻率或頻段的信號(hào)。這種調(diào)制可以是頻率調(diào)制（FM）、幅度調(diào)制（AM）或其他調(diào)制方式，目的是為了在后續(xù)的處理中能夠區(qū)分不同的信號(hào)。濾波與分離：調(diào)制后的信號(hào)通過(guò)一系列濾波器進(jìn)行濾波，以分離出不同頻率或頻段的信號(hào)。這些濾波器可以是帶通濾波器（BPF）、帶阻濾波器（BRF）或帶通帶阻濾波器（BPF/BRF）等，它們能夠根據(jù)預(yù)設(shè)的頻率特性選擇性地通過(guò)或阻止特定頻率范圍的信號(hào)。信號(hào)整形：經(jīng)過(guò)濾波后的信號(hào)可能存在波形失真或噪聲干擾，因此需要通過(guò)整形電路對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形，使其恢復(fù)到理想波形，提高信號(hào)的傳輸質(zhì)量。信號(hào)解調(diào)：對(duì)于調(diào)制信號(hào)，解調(diào)器會(huì)根據(jù)調(diào)制方式將信號(hào)解調(diào)回原始數(shù)據(jù)信號(hào)。這一步驟對(duì)于恢復(fù)原始信息至關(guān)重要。信號(hào)分離：通過(guò)上述步驟，不同頻率或頻段的信號(hào)已經(jīng)被分離出來(lái)。此時(shí)，可以通過(guò)相應(yīng)的解調(diào)器或解碼器將分離出的信號(hào)轉(zhuǎn)換為原始數(shù)據(jù)或指令。信號(hào)復(fù)用：在接收端，分離出的信號(hào)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的處理，如放大、濾波等，然后通過(guò)復(fù)用器將它們重新組合成多路復(fù)用信號(hào)，以便傳輸或進(jìn)一步處理。仿射頻分復(fù)用技術(shù)的核心優(yōu)勢(shì)在于其能夠有效處理多路信號(hào)，降低系統(tǒng)復(fù)雜度，提高頻譜利用率，并且在某些應(yīng)用場(chǎng)景下，其性能可以接近或達(dá)到傳統(tǒng)射頻分復(fù)用技術(shù)的水平。然而，由于模擬信號(hào)處理的特點(diǎn)，該技術(shù)在信號(hào)質(zhì)量、抗干擾能力等方面仍存在一定的局限性。2.3仿射頻分復(fù)用技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)仿射頻分復(fù)用技術(shù)是實(shí)現(xiàn)多頻段信號(hào)在同一信道內(nèi)傳輸?shù)募夹g(shù)，它