对无线电的基本认知

结构图

理解这些各种需求怎样影响无线电设计最好的方法是了解设备的功能，研究应用需求是怎样改变设计的。

这类讨论最好是从软件无线电(SDR)开始。据IMEC的首席科学家Sofie Pollin，理想的SDR根本就没有模拟功能。这类无线电直接对来自天线的整个频段进行数字化处理，然后，提取出需要的信号，完全使用软件编程数字处理器进行解调。这样，软件定义的部分：无线电滤波、解调、基带处理以及发送侧的反向处理等，可以在软件中进行，也可以在由软件配置和参数赋值的硬件中执行。这样，无线电设备只需要调用不同的功能或者传递不同的参数就可以改变通道、频带、调制方式、协议，以及纠错方法等。

Pollin很快指出，这种想法在实际中是很难实现的。在很多应用中，对天线信号直接进行数字化处理需要速度很快的模数转换器(ADC)，以及很宽的动态范围，其本身就是一项科学工程。因此，实际的SDR进行了折中：高度可配置的模拟RF级，以及可配置ADC之前的下转换器，如图1 所示。

图1.实际的SDR接收器。

在这一实际的SDR中，我们增加了三个功能模块以实现无线电认知功能，如图2所示。这些模块实现了前面介绍的三种基本功能：感知、分类和自适应。它们是怎样改变SDR的，这是一个与应用密切相关的问题。

图2.认知无线电在SDR中增加了感知、分类和自适应模块。

感知

第一个主要模块是感知，它会影响接收器前端。与SDR不同，CR必须感知其特殊的环境。在要求不高的应用中，这一感知过程可能与时域复用接收通路可编程前端迅速查看接收情况一样简单。例如，接收器会扫描基站数据包之间预定义的通道列表。

Pollin指出：“进行机会频谱接入(OSA)的系统非常简单。大部分重点放在目前不受干扰的频段，然后进行跳频。这种方法的功能非常强大。”

对于要求快速响应的场景，无线电设备会含有完全独立的接收通路，只用于监视间隔通道。使用独立的通路，CR能够同时处理所定义的频段以及正常接收频段内的信号活动。极端情况下，CR在实现感知功能时会有完全不同的接收通道。例如，一台设备会有一个可调窄带接收通路用于通信，一个带宽非常大的通路用于感知，这样，它可以连续处理较宽的无线电频谱，而不用进行扫描。Pollin说：“取决于需求，监视功能可能需要带宽非常大的模拟前端。”但是，宽带电路成本非常高，因此，您应该尽量避免使用它。如果实际应用允许，您最好采用扫描的方式。