应战:
证明有限的无线电频谱源可以成功地以较低的本钱被首要和非必须用户所选用。
解决方案:
凭借NILabview软件和NI USRP™ (通用软件无线电外设)硬件创立灵敏的实时测验渠道,开发将频谱感应和地舆定位数据库相结合的跨渠道认知无线电演示仪,演示有用的频谱重用。
“NI USRP设备和LabVIEW软件之间的无缝集成,以及创立直观的用户界面来展现此项研讨可协助其他工程师和政策制定者更深化、更全面地了解该项目。”
——Paulo Marques, COGEU
满意今日的数据耗费需求
作为欧洲委员会第七结构方案的一部分,来自八个欧盟国家的研讨人员组成了COGEU项目小组,专门研讨认知无线电体系,以完成全欧洲有用同享空白电视信号频 段(TV white spaces,TVWS)。终究经过频谱重用来下降无线衔接的本钱,满意人们对高数据速率无线设备日益增长的需求。COGEU小组正致力于将频谱重用这一 概念从理念过渡到仿真再过渡到实在原型,终究完成从经济性上影响公共政策这一方针。
图1: 运转方式下的图形化用户界面
实践算法原型
关于电视频谱,主用户传输有两种类型:播送电视和节目制作和特别事情(PMSE)设备。播送塔的方位已知,且掩盖电视传输塔(复用器)邻近的某个特定地舆区 域(称为扫除区域)。COGEU与德国播送公司携手合作为慕尼黑区域开发并推行了一个TVWS地舆定位数据库,该区域对商业数字电视接收机实施实在维护标 准。地舆定位数据库存储了每个地舆像素的空白电视频道列表;可是,许多PESE使用(如无线麦克风)占用了这些电视频道,且这些使用的时刻、频率和方位是 无法猜测的。这些行为增加了探究可用于其他使用的有价值电视频段的难度。这是由于PMSE体系并没有规范的波形,因此在事前不知道任何信号信息的情况下就 需求选用盲检技能来确认PMSE设备的存在。
COGEU渠道演示仪选用本地PMSE感应来穿插查看TVWS地舆方位数据库的信息。接着,研 究人员经过仿真确认了协方差绝对值(covariance absolute value, CAV)法和联合能量盲检(blindly combined energy detection, BCED)这两种办法比其他方式的PMSE检测办法具有更超卓的功用。COGEU原型中集成了PMSE感应算法。实在场景试验标明,CAV和BCED算法 在评价来自更高档检测算法的增益上比规范能量检测(ED)算法作用更好。此办法可在瑞利通道中感应信噪比为-17 dB的PMSE信号,感应时刻为100毫秒,检测率达90%,过错警报率为10%。
体系装置
咱们在此项目中选用图形化体系规划办法,经过LabVIEW体系规划软件将GPS地舆定位接收机、处理认知无线电的NI USPR设备、与地舆定位数据库的互联网衔接和GUI(图形化用户界面)集成在一起。NI USRP设备和LabVIEW软件之间的无缝集成,以及创立直观的UI来展现此项研讨可协助其他工程师和政策制定者更深化、更全面地舆解该项目。
直到现在,根据USRP软件界说无线电的认知无线电传感技能仍是经过GNU无线电敞开源软件来完成。COGEU体系需求集成不同的技能和协议,如在线拜访 TVWS地舆定位数据库,这使得LabVIEW成为该体系原型开发和概念验证演示的抱负渠道。在此项目中,咱们用到LabVIEW的许多功用,包含数学运 算、信号处理、NI USRP软件驱动程序以及衔接和数据通信东西。感应渠道由NI USRP、GPS接收机和装置LabVIEW的上位机组成。NI USRP-2920装备供给了从50 MHz到2.2 GHz的可调射频。上位机是一款装置Windows操作体系、无线拜访网络的便携式计算机,经过兆位以太网链接至NI USRP无线电。GPS设备经过蓝牙衔接至上位机。一起还选用了商业可调FM无线麦克风。
定论
LabVIEW和NI USRP硬件渠道是此科研项目的首要东西。该渠道协助科研小组快速开发了第一个此类测验台。