認知無線電技術(shù)在廣播電視監(jiān)測行業(yè)的應用

王軍旗 王 普

（作者單位：寧夏廣播電視臺）

認知無線電技術(shù)在廣播電視監(jiān)測行業(yè)的應用

王軍旗 王 普

（作者單位：寧夏廣播電視臺）

認知無線電技術(shù)作為一種智能化無線通信技術(shù)，能夠?qū)o線電信號可靠、高質(zhì)量接收，并有效地利用頻譜資源。當前，認知無線電技術(shù)已經(jīng)廣泛地應用到無線通信系統(tǒng)中，并有著良好的效果。本文主要對認知無線電技術(shù)在廣播電視檢測行業(yè)的應用進行了簡要分析，以期讓人們進一步了解認知無線電技術(shù)，提升認知無線電技術(shù)的應用水平。

認知無線電；廣播電視；監(jiān)測

1 認知無線電系統(tǒng)的組成

認知無線電是一個智能無線通信系統(tǒng)。它能夠感知外界環(huán)境，并使用人工智能技術(shù)從環(huán)境中學習，通過實時改變某些操作參數(shù)（比如傳輸功率、載波頻率和調(diào)制技術(shù)等），使其內(nèi)部狀態(tài)適應接收到的無線信號的統(tǒng)計性變化，以達到任何時間任何地點的高度可靠通信，有效利用頻譜資源的目的。認知無線電系統(tǒng)主要由以下3個功能模塊組成。

1.1 信息獲取

認知無線電系統(tǒng)的一個重要功能就是能夠?qū)o線電外部換進、內(nèi)部狀態(tài)與相關(guān)政策等知識進行獲取，同時還能夠?qū)τ脩舻男枨筮M行監(jiān)控。

認知無線電系統(tǒng)能夠分析處理獲取的無線電外部環(huán)境信息，例如：通過分析目前頻譜使用情況，就能夠?qū)o線通信系統(tǒng)的載波頻率和通信帶寬表示出來，甚至還能夠?qū)⒏采w范圍與干擾水平等信息分析出來。認知無線電系統(tǒng)能夠?qū)o線電內(nèi)部狀態(tài)信息進行獲取，主要是通過分析其配置信息、流量負載分布信息和發(fā)射功率等來得出。認知無線電系統(tǒng)能夠?qū)ο嚓P(guān)政策信息進行獲取，對于認識無線點系統(tǒng)在特定情況下可以使用的頻率，最大發(fā)射功率以及相鄰節(jié)點的頻率和貸款等，相關(guān)政策給出了規(guī)定。

1.2 學習

學習能力也是認知無線電系統(tǒng)的主要功能。認知無線電系統(tǒng)的學習能力主要是通過以前儲存下來的決策和結(jié)果信息來使自身的性能提升。學習方法可以根據(jù)學習內(nèi)容分為監(jiān)督學習、無監(jiān)督學習、強化學習。首先，監(jiān)督學習是學習外部環(huán)境，通過實測信息來訓練。其次，無監(jiān)督學習是學習外部環(huán)境，對外部環(huán)境相關(guān)參數(shù)的變化規(guī)律進行提取。最后，強化學習是學習內(nèi)部規(guī)則或者行為，通過懲罰與獎勵機制對適合當前環(huán)境的規(guī)則或者行為進行突出體現(xiàn)，對不適合當前環(huán)境的規(guī)則或者行為進行拋棄。

1.3 決策與調(diào)整

決策和調(diào)整使認知無線電系統(tǒng)的另一個重要功能，其通過對獲取知識進行分析，然后對工作參數(shù)與協(xié)議進行調(diào)整。

此功能的實現(xiàn)可不需要用戶參與，其能夠?qū)ぷ鲄?shù)進行實施的調(diào)整，保證通信質(zhì)量。認知無線點系統(tǒng)在對獲取知識進行分析后，自主進行決策并重構(gòu)，然后認知無線電系統(tǒng)對其工作參數(shù)或者協(xié)議進行改變。

2 認知無線電技術(shù)在無線廣播電視監(jiān)測中的應用

2.1 新信號搜索與識別

發(fā)現(xiàn)新節(jié)目（新信號）是廣播電視監(jiān)測中最為重要的一項任務，對新節(jié)目的變化進行及時的跟蹤。新信號通常都是隨機出現(xiàn)，不能夠提前預測。而認知無線電的信息感知以及預測能力，通過對具有顯著特征的樣本信號進行感知，對樣本信號的頻譜參數(shù)進行記憶，就能夠在全頻段搜索中對新信號進行預測，從而做到及時的發(fā)現(xiàn)以及識別。

2.2 中短波波段頻譜監(jiān)測

特定收測地區(qū)無線電廣播頻率占用以及頻道情況可以通過頻譜負荷監(jiān)測來反映，從而能夠?qū)κ諟y地區(qū)廣播頻率分布情況、電磁環(huán)境情況、廣播電臺發(fā)展情況、國外電臺對我國廣播情況與及時發(fā)現(xiàn)節(jié)目干擾情況、非法電臺的及時法案、電波傳播規(guī)律等充分掌握，促進頻譜資源的合理利用。認知無線電對頻段使用情況檢測時可以通過模型的方法，推理判斷使用情況，對頻譜信號的各種參數(shù)通過無線電認知表示語言來描述，從而使頻譜負荷情況能夠得到實時了解，進而能夠更好地完成頻率的頻率指配和換頻方案。

2.3 節(jié)目播出效果監(jiān)測與改善

當前采用固定分配機制，主要是由于頻譜資源的有限性。而大多數(shù)中短波廣播的播出效果也會受到頻譜資源緊張的影響，從而造成干擾多、效果差等情況。認知無線電能夠?qū)ν饨绛h(huán)境進行感知，對節(jié)目頻譜負荷情況能夠?qū)崟r的了解，操作參數(shù)可以根據(jù)負荷情況智能地進行改變，使其能夠?qū)o線信號的統(tǒng)計性變化加以適應，在接收機中應用該技術(shù)能夠保證接收信號的可靠性，不管是任何時間任何地點都能夠保證收聽效果。

2.4 節(jié)目質(zhì)量監(jiān)測

通過質(zhì)量監(jiān)測能夠?qū)Ξ悜B(tài)及時發(fā)現(xiàn)，從而對播出事故進行挽救，保證播出效果。當前應用的質(zhì)量自動監(jiān)測設定的步驟較多，對情況的發(fā)現(xiàn)不及時，因此效果不佳。在質(zhì)量監(jiān)測中應用認知無線電技術(shù)能夠通過無載波、有載無調(diào)時頻譜的特征對停播情況第一時間發(fā)現(xiàn)，從而挽救播出事故。

3 結(jié)語

認知無線電技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于無線通信系統(tǒng)中，其效果顯著，而應用到無線廣播電視監(jiān)測中也有利于提升廣播電視監(jiān)測水平，保證播出的效果，促進廣播電視監(jiān)測行業(yè)的更好發(fā)展。

[1]李慶.認知無線電系統(tǒng)若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D].鄭州:解放軍信息工程大學,2013.

[2]趙建立.認知無線電關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京:華北電力大學,2014.

[3]暢志賢,石明衛(wèi).認知無線電技術(shù)綜述[J].電視技術(shù),2007(S1).