Altera專家：認(rèn)知無線電，認(rèn)知一切

感知

　　第一個(gè)主要模塊是感知，它會(huì)影響接收器前端。與SDR不同，CR必須感知其特殊的環(huán)境。在要求不高的應(yīng)用中，這一感知過程可能與時(shí)域復(fù)用接收通路可編程前端迅速查看接收情況一樣簡(jiǎn)單。例如，接收器會(huì)掃描基站數(shù)據(jù)包之間預(yù)定義的通道列表。

　　Pollin指出：“進(jìn)行機(jī)會(huì)頻譜接入(OSA)的系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單。大部分重點(diǎn)放在目前不受干擾的頻段，然后進(jìn)行跳頻。這種方法的功能非常強(qiáng)大。”

　　對(duì)于要求快速響應(yīng)的場(chǎng)景，無線電設(shè)備會(huì)含有完全獨(dú)立的接收通路，只用于監(jiān)視間隔通道。使用獨(dú)立的通路，CR能夠同時(shí)處理所定義的頻段以及正常接收頻段內(nèi)的信號(hào)活動(dòng)。極端情況下，CR在實(shí)現(xiàn)感知功能時(shí)會(huì)有完全不同的接收通道。例如，一臺(tái)設(shè)備會(huì)有一個(gè)可調(diào)窄帶接收通路用于通信，一個(gè)帶寬非常大的通路用于感知，這樣，它可以連續(xù)處理較寬的無線電頻譜，而不用進(jìn)行掃描。Pollin說：“取決于需求，監(jiān)視功能可能需要帶寬非常大的模擬前端?！钡?，寬帶電路成本非常高，因此，您應(yīng)該盡量避免使用它。如果實(shí)際應(yīng)用允許，您最好采用掃描的方式。

　　分類

　　SDR結(jié)構(gòu)圖第二個(gè)重要的組成是分類功能。在分類模塊中，CR處理由感知模塊收集到的數(shù)據(jù)流，找到可能是干擾信號(hào)的功率模式，或者目標(biāo)信號(hào)的功率模式，并對(duì)其進(jìn)行分類。

　　對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的OSA無線電，分類功能的實(shí)現(xiàn)與建立一個(gè)分配通道的功率直方圖一樣簡(jiǎn)單，而不用關(guān)心功率代表了什么。無論通道保持靜默還是有信號(hào)。更復(fù)雜的無線電設(shè)備能夠推斷出較多的能量來源，例如發(fā)送器頻率、調(diào)試方式、傳輸時(shí)序：這是策略形成自適應(yīng)模塊用于進(jìn)行判斷的信息。

　　認(rèn)知無線電技術(shù)公司總裁James Neel解釋說：“分類功能一般通過兩個(gè)步驟來實(shí)現(xiàn)。首先，您只是探測(cè)是否有能量，然后進(jìn)一步獲得更多的信息?！?/P>

　　有時(shí)候可以通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算進(jìn)行探測(cè)，獲得更多信息。在其他情況下，無線電設(shè)備會(huì)嘗試調(diào)諧信號(hào)，對(duì)其進(jìn)行解調(diào)，檢查數(shù)據(jù)包流。在這種情況下，無線電解調(diào)器可以同時(shí)用于接收器和分類目的，或者，對(duì)于前端電路的情況，會(huì)有完全獨(dú)立的數(shù)字處理器用于對(duì)未知信號(hào)進(jìn)行分類。Neel指出，“如果您知道到底要找什么，那么，您可以設(shè)計(jì)定制分類硬件?！?/P>

　　如果您不知道要找什么，那么，所有工作都會(huì)很有趣。分類工作可以從提取模擬前端數(shù)據(jù)開始，然后，開發(fā)功率譜密度 (PSD)功能，例如通過快速傅里葉變換(FFT)來實(shí)現(xiàn)。然后，從功率譜隨時(shí)間的變化，信號(hào)采用了哪種調(diào)制方式等方面進(jìn)行周期分析。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，可以使用數(shù)字信號(hào)處理(DSP)芯片、FPGA，或者其他計(jì)算硬件來獲取這些統(tǒng)計(jì)信息。

　　自適應(yīng)

　　然后，分類模塊將其結(jié)果傳送到CR第三個(gè)特有的組件，即，自適應(yīng)模塊。在這里，分類數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)面臨兩個(gè)關(guān)鍵問題：它到底代表了什么含義，我應(yīng)該怎么辦?在這一級(jí)，CR體系結(jié)構(gòu)體現(xiàn)了應(yīng)用驅(qū)動(dòng)的最大變化。

　　不同在于問題的范圍。一個(gè)簡(jiǎn)單的OSA無線電設(shè)備可能只是觀察其鏈路干擾電平或