圖1: 運行模式下的圖形化用戶界麵

"NI USRP設備和LabVIEW軟件之間的無縫集成，以及創建直觀的用戶界麵來展示此項研究可幫助其他工程師和政策製定者更深入


、更全麵地了解該項目。"

- Paulo Marques, COGEU

挑戰:
證明有限的無線電頻譜源能夠成功地以較低的成本被主要和次要用戶所采用。

解決方案:
借助NI LabVIEW軟件和NI USRP™ (通用軟件無線電外設)硬件創建靈活的實時測試平台，開發將頻譜感應和地理定位數據庫相結合的跨平台認知無線電演示儀
，演示有效的頻譜重用。

作者:
Paulo Marques - COGEU

滿足今天的數據消耗需求

作為歐洲委員會第七框架計劃的一部分
，來自八個歐盟國家的研究人員組成了COGEU項目小組，專門研究認知無線電係統，以實現全歐洲有效共享空白電視信號頻段(TV white spaces,TVWS)。 最終通過頻譜重用來降低無線連接的成本，滿足人們對高數據速率無線設備日益增長的需求。 COGEU小組正致力於將頻譜重用這一概念從理念過渡到仿真再過渡到真實原型，最終實現從經濟性上影響公共政策這一目標。

實際算法原型

對於電視頻譜，主用戶傳輸有兩種類型：廣播電視和節目製作和特殊事件(PMSE)設備。 廣播塔的位置已知
，且覆蓋電視傳輸塔（複用器）附近的某個特定地理區域（稱為排除區域）。 COGEU與德國廣播公司攜手合作為慕尼黑地區開發並推廣了一個TVWS地理定位數據庫
，該地區對商業數字電視接收機實行真實保護標準。 地理定位數據庫存儲了每個地理像素的空白電視頻道列表；但是，許多PESE應用(如無線麥克風)占用了這些電視頻道，且這些應用的時間
、頻率和位置是無法預測的。 這些行為增加了探索可用於其他應用的有價值電視頻段的難度。 這是因為PMSE係統並沒有標準的波形
，因此在事先不知道任何信號信息的情況下就需要采用盲檢技術來確定PMSE設備的存在。

COGEU平台演示儀采用本地PMSE感應來交叉檢查TVWS地理位置數據庫的信息。 接著，研究人員通過仿真確定了協方差絕對值(covariance absolute value, CAV)法和聯合能量盲檢(blindly combined energy detection, BCED)這兩種方法比其他形式的PMSE檢測方法具有更出色的性能。 COGEU原型中集成了PMSE感應算法。 真實場景實驗表明
，CAV和BCED算法在評估來自更高級檢測算法的增益上比標準能量檢測(ED)算法效果更好。 此方法可在瑞利通道中感應信噪比為-17 dB的PMSE信號
，感應時間為100毫秒，檢測率達90%，錯誤警報率為10%。

係統安裝

我們在此項目中采用圖形化係統設計方法，通過LabVIEW係統設計軟件將GPS地理定位接收機、處理認知無線電的NI USPR設備
、與地理定位數據庫的互聯網連接和GUI（圖形化用戶界麵）集成在一起。 NI USRP設備和LabVIEW軟件之間的無縫集成
，以及創建直觀的UI來展示此項研究可幫助其他工程師和政策製定者更深入、更全麵地理解該項目。

直到現在
，基於USRP軟件定義無線電的認知無線電傳感技術仍是通過GNU無線電開放源軟件來實現。 COGEU係統需要集成不同的技術和協議，如在線訪問TVWS地理定位數據庫，這使得LabVIEW成為該係統原型開發和概念驗證演示的理想平台。 在此項目中，我們用到LabVIEW的很多功能，包括數學運算、信號處理、NI USRP軟件驅動程序以及連接和數據通信工具。感應平台由NI USRP、GPS接收機和安裝LabVIEW的上位機組成。 NI USRP-2920配置提供了從50 MHz到2.2 GHz的可調射頻。 上位機是一款安裝Windows操作係統、無線訪問網絡的便攜式計算機，通過兆位以太網鏈接至NI USRP無線電。 GPS設備通過藍牙連接至上位機。 同時還采用了商業可調FM無線麥克風。

結論

LabVIEW和NI USRP硬件平台是此科研項目的主要工具。 該gai平ping台tai幫bang助zhu科ke研yan小xiao組zu快kuai速su開kai發fa了le第di一yi個ge此ci類lei測ce試shi台tai的de原yuan型xing，並bing成cheng功gong進jin行xing部bu署shu。更geng長chang遠yuan來lai說shuo
，這zhe些xie演yan示shi將jiang隨sui著zhe更geng多duo高gao級ji功gong能neng的de出chu現xian進jin行xing更geng新xin，比bi如ru在zai單dan個ge電dian視shi頻pin道dao檢jian測ce多duo個gePMSE設備、自動頻譜整形和頻譜整合等，在保護電視和PMSE用戶的同時更有效地利用空白電視頻道。

參考文獻：

Rogério Dionísio, José Ribeiro, Jorge Ribeiro, Paulo Marques, Jonathan Rodriguez, “Cross-platform Demonstrator Combining Spectrum Sensing and a Geo-location Database,” Future Networks and Mobile Summit, 4 - 6 July 2012, Berlin, Germany (to appear in the conference proceedings)

COGEU在線地理定位數據庫： http://projectos.est.ipcb.pt/cogeu2/cogeu_novo.php