非合作无线认知网络频谱共享关键技术研究

基于认知无线电的频谱感知与分配技术研究频谱感知与分配是认知无线电领域中的关键技术之一。

在无线通信技术不断发展的今天，频谱资源的紧张和利用效率的提高成为了一个重要的问题。

通过认知无线电的频谱感知与分配技术，可以充分利用已有的频谱资源，并实现频谱资源的高效分配。

本文将着重探讨基于认知无线电的频谱感知与分配技术的研究现状和发展方向。

首先，我们需要了解认知无线电的概念和原理。

认知无线电是一种能够感知和识别频谱环境的无线电技术。

它通过感知周围的频谱环境，了解当前频谱资源的使用情况，并根据这些信息进行频谱资源的分配和管理。

认知无线电主要包括感知模块、推理模块和决策模块三部分。

感知模块负责感知周围的频谱环境，推理模块通过推理和判断分析感知结果，决策模块根据推理结果制定相应的频谱分配策略。

频谱感知是认知无线电的核心技术之一。

它通过感知网络中不同节点使用的频谱资源，实时掌握频谱资源的使用情况。

频谱感知可以分为无感知和有感知两种模式。

无感知模式下，节点只能感知到自身使用的频谱资源情况；有感知模式下，节点不仅能感知到自身使用的频谱资源情况，还能感知到周围节点的频谱资源使用情况。

频谱感知技术的目标是实现对频谱资源的精确感知，包括频谱利用率、干扰水平、信号质量等信息。

频谱分配是认知无线电的另一个重要技术。

频谱分配的目标是根据感知到的频谱资源使用情况，合理地分配频谱资源给不同的用户和应用。

频谱分配涉及到资源的动态分配和动态共享。

主要的频谱分配策略包括频段分配、功率分配、时隙分配等。

频谱分配技术需要考虑到多种因素，包括频谱资源的利用效率优化、网络性能优化、功耗控制、干扰控制等。

基于认知无线电的频谱感知与分配技术面临着一些挑战和难题。

首先，频谱感知的准确性和实时性是一个重要的问题。

由于环境的复杂性和多样性，频谱感知往往受到多种干扰和噪声的影响。

为了提高频谱感知的准确性和实时性，需要设计先进的感知算法和信号处理方法。

其次，在频谱分配中需要考虑到多种用户和应用的需求。

认知无线电中基于非合作博弈的功率分配方法认知无线电是当今无线通信领域的热门技术之一，它将无线通信、感知和智能化技术结合在一起，能够有效利用无线频谱资源。

而基于非合作博弈的功率分配方法则是认知无线电中的重要研究方向。

本文将从几个方面介绍此方法。

第一步：背景介绍在传统的无线通信系统中，频谱是由主要用户独占，因此这些频谱资源无法利用起来，从而导致频谱资源的浪费和低效。

而认知无线电技术则是利用未被占用的频谱资源，可以部分或全部地利用那些周围环境中未被占用的频段。

这也为初步的功率分配方法提供了理论基础。

第二步：博弈论的应用博弈论是一种用于研究冲突和合作的数学理论，它是功率分配方法的一个核心概念。

以多个认知无线电节点之间的功率分配为例，节点之间的功率分配需要通过博弈论模型来决定。

其中的非合作模型最为关键，因为在非合作模型中，认知节点之间往往存在竞争关系，每个节点均为最大化自己的功率与信噪比，所以需要通过博弈论来求解。

第三步：非合作博弈中的策略选择在非合作博弈中，每个参与者通过选择针对对手最优策略来使得自己的收益最大化。

在认知无线电中，节点根据当前环境并根据需要自选择策略进行功率分配。

这些策略包括自适应模式、全局优化模式和局部优化模式，通过这些策略可以更好地解决功率分配问题。

第四步：算法应用在认知无线电中，功率分配问题是一个复杂的最优化问题。

无论是使用博弈论模型还是策略选择，都需要通过一定的算法来求解。

这些算法包括遗传算法、粒子群算法和蚁群算法等。

综上所述，基于非合作博弈的功率分配方法是认知无线电领域中的重要研究方向之一。

通过博弈论模型、策略选择和算法的应用，可以更好地解决功率分配问题，利用无线频谱资源，提高通信效率。

认知无线电网络中的频谱资源分配方法研究频谱资源是无线电通信中的关键资源之一。

在过去的几十年中，各种频率调制技术的不断发展使得无线电通信变得更加高效和方便。

然而，随着移动互联网、物联网和其他大规模无线网络的兴起，频谱资源的需求急剧增加，这就需要更高效的频谱资源分配方法。

认知无线电网络是一种重要的无线网络技术。

它是基于认知无线电技术的，可以有效地利用闲置的频谱资源，提高频谱利用率。

在认知无线电网络中，频谱资源分配方法是一个非常重要的研究领域。

当前，关于频谱资源分配方法的研究主要分为以下几个方面：1. 频谱感知技术频谱感知技术是认知无线电网络中的一项重要技术。

它可以使用无线电接收器获取可用频带的信息，包括频带的空闲时间和空闲频谱的宽度等。

使用这些信息，认知无线电网络可以更好地利用可用的频谱资源，并提高频谱利用率。

2. 频谱分配算法频谱分配算法是认知无线电网络中的另一个重要技术。

它可以根据当前的网络状况和频谱资源需求，动态地分配频谱资源，以最大限度地提高频谱利用率。

目前，常用的频谱分配算法包括基于贪心算法、基于遗传算法和基于深度学习的算法等。

3. 频谱漂移检测技术频谱漂移是指使用频谱资源的设备的工作频率发生变化。

它可能会导致频谱资源分配出现问题，降低了系统的性能。

因此，频谱漂移检测技术是认知无线电网络中的一项非常重要的技术。

它可以通过对设备工作频率的实时监测，及时发现频谱漂移现象，并采取相应的措施。

4. 频谱资源保护技术频谱资源保护技术是认知无线电网络中的一项重要技术。

它可以通过监测周围无线电环境，保护一些需要保护的频谱资源，避免被认知无线电设备使用。

同时，它还可以通过加密和其他安全措施，保护无线电通信的安全性。

5. 自适应频谱分配技术自适应频谱分配技术是认知无线电网络中的一项新兴技术。

它可以根据网络中设备和应用程序的实时需求，动态地分配频谱资源。

与传统的频谱分配算法相比，自适应频谱分配技术可以更好地适应网络环境的变化，提高了网络的适应性和性能。

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无线电频谱管理的频谱共享技术一、频谱管理概述无线电频谱管理是指对无线电频谱资源进行规划、分配、监测和控制的过程，以确保各种无线电通信系统能够有序、高效地共享频谱资源。

在过去的几十年中，随着无线通信技术的飞速发展和无线电频谱资源的日益紧缺，频谱管理成为国际上广泛关注的话题。

传统的频谱管理方法主要通过频谱分配和频谱使用许可来实现，然而这种方法存在着资源利用率低、难以应对快速变化的通信需求等问题。

因此，如何更有效地管理和共享有限的频谱资源成为了无线通信领域的热点问题。

二、频谱共享技术的发展历程频谱共享技术作为一种新型的频谱管理方式，旨在通过共享和动态分配频谱资源来提高频谱的利用效率。

随着认知无线电、动态频谱访问等技术的不断发展，频谱共享技术逐渐成为无线通信领域的研究热点。

频谱共享技术的发展历程可以简单概括为三个阶段：第一阶段是基于频谱感知的认知无线电技术的研究和应用，该技术通过对频谱环境的感知和分析，实现了对频谱资源的动态分配和共享；第二阶段是基于空间域和时域的频谱共享技术，其核心思想是通过空间和时间上的资源复用来提高频谱资源的利用效率；第三阶段是基于新型通信协议和协同通信的频谱共享技术，该技术通过改进通信协议和引入协同通信机制，实现了不同通信系统之间的频谱资源共享。

三、频谱共享技术的关键技术和挑战频谱共享技术的核心问题是如何实现不同无线通信系统之间的频谱资源共享，这需要克服多方面的技术挑战。

首先，频谱共享技术需要解决频谱感知和频谱管理的关键技术问题，包括频谱感知算法、频谱资源分配算法等；其次，频谱共享技术还需要解决跨系统和跨网络之间的频谱资源管理和协同问题，这需要引入新的通信协议和协同通信机制；最后，频谱共享技术还需要解决安全和隐私保护等问题，以确保不同通信系统之间的频谱资源共享不会影响通信安全和用户隐私。

四、频谱共享技术的应用和前景展望频谱共享技术在无线通信领域有着广阔的应用前景。

首先，频谱共享技术可以帮助提高频谱资源的利用效率，满足快速增长的通信需求；其次，频谱共享技术可以促进不同通信系统之间的协同和互联，实现多种通信系统的无缝接入和互操作；最后，频谱共享技术还可以促进无线通信网络的快速部署和灵活管理，提高通信网络的覆盖范围和服务质量。

认知无线电宽带频谱感知技术研究认知无线电宽带频谱感知技术研究引言：随着信息技术的发展，无线通信已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

然而，随着无线设备数量的不断增加，频谱资源变得日益紧缺。

频谱作为无线通信的基础资源，其利用率的提高对于满足人们对无线通信的需求至关重要。

因此，研究认知无线电宽带频谱感知技术具有重要的现实意义。

一、认知无线电的概念及特点认知无线电是一种通过感知周围环境并根据环境变化调整无线通信系统参数的技术。

它可以通过感知周围的频谱使用情况，发现可用的空闲频谱资源并进行利用，从而提高频谱的利用效率。

与传统的固定频谱分配方法相比，认知无线电具有灵活性高、频谱利用率高等特点。

二、宽带频谱感知技术的研究进展1.频谱感知的定义和原理频谱感知是认知无线电中的关键技术之一。

通过感知无线电环境中各频段的信号强度、噪声水平以及已占用的频谱资源等信息，系统能够准确判断不同频段的可用性，从而实现对频谱的有效利用。

2.频谱感知技术的关键问题频谱感知技术的研究面临着一些关键问题。

首先，感知技术需要高精度的频谱测量和准确的频谱分析算法，以确保对频谱的准确感知。

其次，需要解决频谱感知过程中可能出现的干扰和误判问题，以提高频谱的可靠性。

此外，频谱感知技术还需要解决感知速度和功耗等方面的挑战。

三、宽带频谱感知技术的应用1.频谱资源分配与共享宽带频谱感知技术可以帮助系统实时感知空闲的频谱资源，并进行动态分配，从而提高频谱的利用率和系统的吞吐量。

此外，频谱感知技术还可以实现不同用户之间的频谱共享，提高频谱资源的共享效率。

2.动态频谱访问宽带频谱感知技术可以根据实时的频谱感知结果，动态调整设备的工作频段和功率，从而实现对频谱的智能访问。

这种动态频谱访问方式能够最大限度地减少频谱的浪费，提高频谱的利用效率。

3.干扰监测与自适应调整宽带频谱感知技术可以实时监测周围的干扰情况，并根据感知结果进行自适应调整。

通过准确感知干扰信号的特征，系统可以采取相应的干扰抑制措施，保证通信质量的可靠性。

无线电频谱管理的频谱共享技术随着无线通信技术的不断发展，无线电频谱的利用日益紧张，频谱资源的有限性已经成为无线通信领域的一个重要问题。

频谱共享技术是一种创新的解决方案，可以有效地提高频谱的利用效率，解决频谱资源的短缺问题。

本文将从频谱共享的概念、技术实现及应用前景等方面进行探讨。

一、频谱共享的概念频谱共享是指多个用户或多个系统共同利用同一频段的无线电频谱资源。

传统的频谱管理方式是通过频谱分配来实现频谱利用，每个无线通信系统都被分配了一定的频段。

然而，由于频谱资源的有限性，频谱分配所导致的频谱浪费和频谱碎片化问题日益凸显。

频谱共享技术的提出，旨在通过有效地管理和利用现有的频谱资源，实现多个用户或多个系统之间的频谱共享，从而提高频谱的利用效率。

二、频谱共享的技术实现频谱共享技术的实现需要解决多个关键问题，包括频谱感知、频谱切割、频谱共存和频谱协调等。

频谱感知是指通过无线电设备对频谱环境进行实时监测和分析，以获取可用频谱资源的空闲信息。

频谱切割是指将可用频谱资源划分成不同的频段，以满足不同用户或不同系统的需求。

频谱共存是指在同一频段内让多个用户或多个系统之间实现共存，避免频谱浪费和频谱碎片化。

频谱协调是指通过合理的频谱管理和调度机制，解决频谱资源的冲突和干扰问题，确保频谱资源的有效利用。

在技术实现方面，频谱共享技术可以借助先进的无线通信技术和智能化的频谱管理系统，实现对频谱资源的动态管理和调度。

例如，通过引入认知无线电技术和软件定义无线电技术，可以实现对频谱资源的智能感知和智能调度，有效地提高频谱的利用效率。

此外，还可以通过引入动态频谱分配和动态频谱共存技术，实现对频谱资源的动态分配和动态共存，从而解决频谱资源的浪费和碎片化问题。

三、频谱共享的应用前景频谱共享技术在无线通信领域有着广阔的应用前景。

首先，频谱共享技术可以有效地提高频谱的利用效率，满足不同用户和不同系统对频谱资源的需求，推动无线通信领域的技术创新和产业发展。

一、课题研究的目的意义随着无线通信技术在日常生活中的广泛应用，特别是近年无线广域网(WWAN)、无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)、无线个人局域网（wpan)技术的不断发展，越来越多的人使用这些技术以无线的方式接入互联网。

这些通信网络技术大多使用非授权的频段来工作，随着无线电用户和无线电新业务不断增加，虽然无线频谱拥有很大的带宽，但是频谱资源匮乏问仍然变得日益严重，频谱资源分配已经趋于饱和状态。

为了有效提高频谱的利用率，认知无线电技术提供了一种有效解决有限的频谱资源紧缺的方法，它可以充分利用没用或者只有很少的通信业务的已授权频段，共享授权频谱资源。

未授权的无线电用户（即认知用户）通过对周围无线环境的感知，自适应的改变自身的通信参数，在保证他的通信不会影响到其他已授权用户（即主用户）通信的条件下，借用已授权用户的频谱资源，达到共享频谱的目的。

本设计基于博弈论，进一步的研究分析认知无线电中的关键技术频谱共享问题。

二、频谱共享技术的国内外研究现状在认知无线电网络中，认知用户“借用的”主用户的频谱是动态变化的，所以如何灵活、公平的把空闲的频谱分配给认知用户显得尤为重要。

目前，频谱分配模型主要有俩个研究方向：一个是考虑用户公平性的博弈论、拍卖竞价频谱分配模型；另一个是从避免系统干扰角度考虑的图着色论频谱分配模型。

在国外，2005年Kloeck等人利用定价拍卖原理来研究认知无线电频谱共享机制，为了反映用户的动态性而建立了一个系统模型，将频谱的定价、分配和计费合为一体，有效地解决了频谱共享问题；2005年Clemens等人利用博弈论模型进行分析分布式动态频谱共享算法，把无线电用户之间的相互行为建模为一个有两个参与者的重复博弈，通过遗传算法求得频谱共享方案，在重复博弈中取得最佳的系统性能；2006年Chen等人基于图论着色论，结合本地议价算法实现了一种称为本地议价和预分配的频谱分配方案，目的是想要避免WRAN小区内或小区间的干扰，此方案可以保证用户间的竞争公平性，减小系统复杂性，并且满足用户对频谱带宽的需求；2007年Etkin等人进行研究了非合作博弈论模型，分别实现了一次博弈和重复博弈模型，并在重复博弈中利用惩罚策略可以取得公平高效的工作点；2007年Niyato等人通过建立博弈论古诺模型，进行研究了在授权频段对多个次用户和一个主用户间的频谱共享的问题，提出了动态博弈算法和静态博弈算法，具有较好的稳定性和公平性；2008年Niyato等人还在伯川德博弈模型中分别建立了合作博弈、市场均衡、竞争，对多个主用户和一个次用户之间的频谱共享问题进行分析研究，指出在竞争博弈中存在效率低的问题，合作博弈能够实现高效率的频谱共享。

无线传感器网络中的频谱资源分配与共享技术研究随着物联网技术的不断发展，无线传感器网络已经成为了现代社会中不可或缺的一部分。

然而，随着无线设备的增多和频谱资源的紧张，有效地分配和共享频谱资源成为了无线传感器网络研究中的关键问题之一。

本文将探讨无线传感器网络中的频谱资源分配与共享技术的研究现状和未来发展方向。

一、频谱资源分配的必要性在无线传感器网络中，频谱资源是有限的，但是应用需求却不断增加。

因此，有效地分配频谱资源是提高网络性能和用户体验的关键问题。

频谱资源分配的目标是通过合理的资源分配方案，使得网络中的各节点能够得到足够的带宽，从而实现高效的数据传输和通信。

二、频谱资源分配与共享技术的研究现状目前，频谱资源分配与共享技术主要包括以下几个方面的研究。

1. 频谱感知技术频谱感知技术是通过对频谱环境的感知和分析，实时监测可用的频谱资源。

这种技术可以用来避免频谱冲突，提高资源利用率。

频谱感知技术可以通过对无线传感器网络中的节点进行频谱信号监测和分析，实现对频谱资源的有效利用和分配。

2. 频谱分配算法频谱分配算法是根据网络拓扑和通信需求，将可用的频谱资源分配给各个无线传感器节点。

常见的分配算法包括基于图论的最小割算法、最大流算法等。

这些算法可以根据节点的位置和网络需求，实现对频谱资源的有效分配和利用。

3. 频谱共享技术频谱共享技术是指多个无线传感器网络共同利用同一频谱资源的技术。

从频谱资源的利用效率来看，频谱共享技术是一种有效的方式。

常见的频谱共享技术包括分时复用技术、频分复用技术和码分复用技术等。

三、频谱资源分配与共享技术的挑战与未来发展方向尽管频谱资源分配与共享技术在无线传感器网络中已经取得了一些进展，但仍然面临一些挑战和问题。

1. 频谱资源的争夺随着无线设备和应用的不断增加，频谱资源的争夺日益激烈。

如何在有限的频谱资源下实现公平的分配，是一个亟待解决的问题。

2. 频谱感知技术的精确性频谱感知技术需要准确地检测和感知频谱环境，以确定可用的频谱资源。

无线通信网络中的频谱感知技术研究与应用概述:随着移动通信的迅速发展，无线通信网络中的频谱资源日益紧张。

为了更好地利用有限的频谱资源，频谱感知技术应运而生。

频谱感知技术是一种通过监测和分析无线电频谱，以获取频谱利用信息的技术。

本文将介绍无线通信网络中频谱感知技术的研究与应用。

一、频谱感知技术的原理频谱感知技术基于认知无线电（Cognitive Radio，CR）的理念，通过监测工作频段的信号强度、频谱占用情况、可用频谱等信息，实现对频谱状态的感知。

主要有以下几个方面的核心技术：1. 信号监测与检测：频谱感知技术的第一步是对目标频段的信号进行监测与检测。

通过接收和分析周围环境中的信号，得到有关频谱利用情况的信息，包括信号的类型、频谱占用状况等。

2. 频谱动态访问：频谱感知技术还需要能够实时获取可用的频谱，以实现频谱的动态访问。

当发现某个频段未被有效利用时，CR可以通过频谱共享协议将其分配给有需求的用户，从而提高频谱利用效率。

3. 频谱拓展与扩容：频谱感知技术还可以通过频谱拓展与扩容的方式来增加频谱资源。

例如，利用空间、时间等维度的频谱复用技术，将频谱分割为多个子频带，使得多个用户可以同时使用。

二、频谱感知技术的研究进展1. 频谱感知算法的研究：频谱感知技术需要高效准确地对频谱进行感知与分析，因此频谱感知算法的研究非常重要。

目前，已经有多种高效的感知算法被提出，包括能量检测法、周期性特征检测法、相关性检测法等。

这些算法能够快速准确地判断频段的占用状况，为后续的频谱分配与管理提供参考。

2. 频谱数据库的建设：频谱数据库是实现频谱感知技术的基础设施，用于存储和管理频谱利用信息。

频谱数据库需要收集并整理各个地区、各个频段的频谱利用情况，并提供给CR设备使用。

目前，已经有一些频谱数据库在实际应用中得到了验证，但仍需要进一步完善和发展。

3. 频谱共享与管理：频谱感知技术可以实现频谱的共享与管理，为不同用户提供可靠的频谱资源。

无线通信网络中的频谱分配与共享技术随着移动通信技术的快速发展，无线通信网络成为了现代社会中不可或缺的一部分。

然而，频谱资源是无线通信的基石，尤其是在有限的频谱资源下，如何进行合理的频谱分配与共享技术成为了无线通信网络中的重要问题。

本文将介绍无线通信网络中的频谱分配与共享技术的原理和方法，并探讨其在实际应用中的挑战和发展趋势。

频谱分配是指将可用的频率范围划分为不同的频带，然后分配给不同的通信系统或服务提供商。

这样可以避免不同系统之间的频谱干扰，保证通信的质量和可靠性。

频谱分配的目标是实现高效的频谱利用，让更多的用户和服务能够共享有限的频谱资源。

在频谱分配中，有两个重要的概念：频率重用和频道分配。

频率重用是指在同一地理区域内，将可用的频谱资源按照一定规则分配给不同的通信系统。

一种常见的重用技术是蜂窝网络，即将地理区域划分为多个小区，每个小区使用不同的频率来进行通信。

这样可以实现多用户同时使用频谱资源，提高频谱利用效率。

另一种重用技术是波束赋形，通过控制天线的辐射方向和波束形状，使不同用户之间的信号在空间上进行隔离，从而减少互相干扰，提高频谱利用效率。

频道分配是指将可用的频谱资源按照一定规则分配给不同的通信用户或服务提供商。

在传统的移动通信网络中，频道分配通常是静态的，即每个用户在通信建立时被分配一个固定的频道。

这种方式适用于用户数量较少或通信负载较低的情况，但随着用户数量的增加和通信负载的上升，静态频道分配会导致频谱资源的浪费和频率拥堵。

因此，动态频道分配成为了一种更加灵活高效的频谱分配方法。

频谱共享是指不同的无线通信系统或服务共享相同的频谱资源。

传统的频谱分配是静态分配，即将频谱资源划分为不同的频带，每个通信系统独占一个频带，频谱资源不能被其他系统使用。

然而，由于现代社会中无线通信需求的不断增加，频谱资源日益紧张，传统的频谱分配方式已经不能满足需求。

因此，频谱共享被提出作为一种解决方法。

频谱共享有多种方式，例如时分多址（TDMA）、频分多址（FDMA）、码分多址（CDMA）等。

认知无线网络中精准频谱感知技术探究摘要：随着挪动通信技术的飞速进步，频谱资源日益紧张。

为了最大化地利用有限的频谱资源，认知无线网络技术被提出并得到广泛应用。

在认知无线网络中，精准的频谱感知技术是实现动态频谱分配的基础。

本文阐述了认知无线网络中的精准频谱感知技术探究进展，包括频域感知、时域感知、空域感知、全频谱感知以及混合感知等技术。

通过分析比较各种感知技术的优缺点，得出结论：混合感知技术是目前认知无线网络中最具潜力的技术之一。

文章最后探讨了将来精准频谱感知技术的进步趋势和探究方向，为认知无线网络的应用提供了参考。

关键词：认知无线网络、频谱感知、频域感知、时域感知、空域感知、全频谱感知、混合感知目录：一、绪论1.1 探究背景1.2 探究意义和目标1.3 论文结构二、认知无线网络频谱感知技术探究现状2.1 频域感知技术2.2 时域感知技术2.3 空域感知技术2.4 全频谱感知技术2.5 混合感知技术三、各种频谱感知技术比较分析3.1 频域感知技术与其他技术比较3.2 时域感知技术与其他技术比较3.3 空域感知技术与其他技术比较3.4 全频谱感知技术与其他技术比较3.5 混合感知技术与其他技术比较四、精准频谱感知技术将来进步趋势和探究方向4.1 向着更高精度和更广频带进步4.2 向着更加智能化和自适应化进步4.3 向着更多领域应用拓展五、总结。

一、绪论1.1 探究背景随着无线通信技术的飞速进步，多种无线应用需求的不息增加，无线频谱资源的紧缺和低效已经成为制约无线通信进步的瓶颈和限制因素。

在这种状况下，认知无线网络因其具有感知和智能的特点而备受关注。

频谱感知技术作为认知无线网络中的重要组成部分，可以实现对无线频谱的精准感知和高效利用，提高频谱利用率和通信质量，从而有效缓解无线频谱资源的紧张冲突。

1.2 探究意义和目标精准频谱感知技术是目前认知无线网络的探究热点之一，对于推动认知无线网络智能化的进步具有重要的现实意义。