软件认知无线电结构

In this paper we present an architecture for Software Defined Cognitive Radio that caters to the specific baseband processing requirements in a changing environment. We aim to provide more flexibility by de-constructing the radio pipeline into a framework of user controlled kernels that can be reconfigured at run-time. This architecture provides the barebones of a OFDM based radio physical layer that can adapt to perform a varied number of tasks in different radio networks. We also present a novel message based real-time reconfiguration method to transmit and receive a wide range of waveforms used in concurrent wireless protocols. 软件认知无线电结构是指利用软件定义无线电(SDR)技术，根据环境变化动态调整无线电系统的功能和参数。这种架构在无线电物理层面上提供了灵活性和适应性，允许系统更加智能化地响应不同的无线网络需求。 SDR技术是构建认知无线电的基础。认知无线电(CR)是一种无线通信技术，能够感知周围的无线环境，并据此调整自己的传输参数来提高网络性能。SDR通过软件来实现无线通信中的数字信号处理，从而使得同一硬件平台能够支持多种无线标准。 在提供的文档片段中，详细阐述了软件定义认知无线电(SDR-CR)的架构，旨在满足特定基带处理需求，适应不断变化的无线环境。该架构的核心是将无线通信流程分解为一系列用户控制的核（kernels），这些核能够在运行时被重新配置。这样，无线电系统可以适应并执行不同无线网络中多样的任务。 SDR-CR的物理层基于正交频分复用(OFDM)技术。OFDM是一种多载波调制方法，它可以高效地传输数据并减少多径传播带来的干扰。在文档中提到的SDR-CR架构，能够对OFDM基带进行适配，以执行不同的任务。 此外，论文还提出了一个基于消息的实时重新配置方法，这种技术允许在并发无线协议中传输和接收各种波形。这个实时重新配置的方法是一个创新点，能够使SDR-CR在多种通信协议下运行，同时满足严格的时间限制。 在描述中，提到了软件定义无线电(SDR)、认知无线电(CR)和FPGA（现场可编程门阵列）等多个相关的技术。FPGA是一种可以通过软件来编程的集成电路，适合实现SDR中的复杂信号处理算法。文章强调了在协议时间限制内可编程的灵活框架的需求，以及SDR-CR能够适应变化技术的能力。 文档还提到了“非连续正交频分复用（NC-OFDM）”，这是一种OFDM的变体，它可以在部分频率被占用时仍然工作，因而可以用于频谱感知和动态频谱接入，这是认知无线电中非常关键的技术。 文档中的图1是一个使用矢量信号分析仪捕捉到的频谱图，显示了通过SDR-CR发射器传输的非连续OFDM信号。这显示了系统在实时间内适应无线环境的能力。 总结来说，文章强调了软件定义认知无线电结构在提供灵活性和适应性方面的能力。通过用户控制核在运行时重新配置，系统能够能够适应不同的无线环境和多种无线协议。实时重新配置方法允许系统在多种无线环境中动态地传输和接收信号，这使得软件定义认知无线电成为下一代无线通信技术的重要基石。