1.3.5 Физическая архитектура когнитивной сети
Основными компонентами когнитивного приемопередатчика являются внешнее радио и блок обработки основной полосы частот. Каждый компонент может быть изменен через шину управления, чтобы адаптироваться к изменяющейся во времени РЧ среде. В переднем конце РЧ, принимаемый сигнал усиливается, перемешивают и пропускают через А / Ц преобразователь. В блоке обработки сигнал модулируется / демодулируется и кодировать / декодировать. Обработки модулирующей единицы когнитивного радио аналогично существующих приемопередатчиков.
Важная характеристика познавательной приемопередатчики является широкополосной возможностью сканирования его переднего конца РЧ. Эта функция в основном связана с технологиями РЧ оборудования, таких как широкополосные антенны, усилители мощности, и адаптивных фильтров. РЧ оборудования для когнитивного радио должны быть способны настройки в любом сегменте в широком диапазоне спектра. Такое сканирование спектра позволяет проводить измерения в режиме реального времени информации спектра от окружающей среды радио. Как правило, передний конец архитектуры широкая полоса из когнитивного радио показано на рис.1.7 имеет следующие структуры
- Малошумящий усилитель (МУ)- МУ усиливает полезный сигнал и одновременно сводит к минимуму составляющий шум.
- РЧ-фильтр- выбирает нужный диапазон с помощью полосового фильтра на приемник.
- Смеситель- Смеситель умножает принимаемый сигнал на локально сгенерированный РЧ сигнал и преобразует его в основной полосе частот или промежуточной частоты (IF).
- Генератор, управляемый напряжением (ГУН)- ГУН генерирует синусоиду, умножить полученный сигнал и преобразует его в любую IF или основной полосы частот сигнала.
- фазовая автоподстройка частоты (ФАПЧ)- Основной задачей системы ФАПЧ должна гарантировать, что сигнал заблокирован на определенной частоте и генерировать точные частоты с высоким разрешением.
- Фильтр выбор канала- Фильтр выбора канала используется для выбора желаемого канала и исключать другие нежелательные каналы.
- Автоматическая регулировка усиления (АРУ)- АРУ используется для поддержания постоянного уровня мощности выхода усилителя в широком диапазоне уровней входных сигналов.
Рис.1.7 - Физическая архитектура когнитивной сети
В этой архитектуре, сигнал поступает через передний конец РЧ на аналого-цифровой (A / D) преобразователя высокой скорости, и выполняется измерения для обнаружения сигнала лицензированного пользователя. Тем не менее, существуют некоторые ограничения в развитии когнитивного радио передний конец. Широкополосные РЧ антенны принимают сигналы от различных передатчиков, работающих на различных уровнях мощности, ширины полосы и места. В результате, передний конец РЧ должен иметь возможность обнаруживать слабый сигнал в большом динамическом диапазоне. Тем не менее, для этой возможности требуется высокая скорость A/D конвертер с высоким разрешением, которые не могут быть осуществимым.
Требование высокой скорости А / Ц преобразователя требует динамический диапазон сигнала чтобы уменьшен до A/Ц преобразования. Это снижение может быть достигнуто с помощью фильтрации сильные сигналы. С сильные сигналы могут быть расположены в любом месте в широком диапазоне спектра, настраиваемые режекторные фильтры необходимы для восстановления. Другой подход заключается в использовании нескольких антенн так, что фильтрация сигнала выполняется в пространственной области, а не в частотной области. Несколько антенн могут быть использованы, чтобы принимать сигналы выборочно с использованием методов формирования луча.
Как показано выше, ключевой задачей физической архитектуры когнитивного радио точное обнаружение слабых сигналов лицензированных пользователей в широком диапазоне спектра. Таким образом, реализация переднего конца РЧ -широкополосный и A / Ц конвертер являются важным вопросом в области когнитивного радио.