第52章 破壁

    於颖的matlab代码在当天凌晨发到了左城邮箱里。
    三千多行，注释写得很规范——这是於颖做事的风格，任何交给別人的东西都整理得乾乾净净。左城花了两个小时通读了一遍，把循环平稳特徵检测的数学核心提炼出来。
    核心思想並不复杂——通信信號天然具有周期平稳特性，比如载波频率、符號速率、帧结构都会在信號的二阶统计量中產生周期性的特徵峰。通过计算信號的循环自相关函数，可以在极低信噪比下把目標信號从噪声中分离出来，同时识別出信號的调製类型和占用带宽。
    优雅。左城看完数学推导后在心里给了这个评价。
    但问题也很明显——循环自相关函数的计算量是信號长度的平方级別。於颖的matlab仿真在pc上跑一个频谱感知周期需要四百毫秒，而天穹终端的嵌入式平台算力不到pc的十分之一。直接移植的话，单次感知需要四秒以上，远超实时性要求的五十毫秒。
    差了將近两个数量级。
    左城关掉matlab代码，打开了一个空白文档，开始写自己的方案。
    他不需要复製於颖的实现，他需要的是把这个算法“翻译“成嵌入式平台能跑得动的形態。
    这正是他的融合级叶片“嵌入式智能信道处理“赋予他的能力——三年等效的工程经验，让他对嵌入式平台的每一寸算力都了如指掌。
    第一刀砍在计算精度上。循环自相关的全精度计算需要浮点运算，但嵌入式平台的定点运算单元速度是浮点的八倍。左城推导了一套十六位定点化方案，把关键的乘累加操作全部转为定点，精度损失控制在零点五个db以內，这对频谱感知来说完全可以接受。
    这一刀砍掉了百分之六十的计算量。
    第二刀砍在数据规模上。循环自相关需要对整段信號做二维扫描，但並不是所有的循环频率都有意义——卫星信號的载波频率和符號速率是已知的，可以预先计算出有限个候选循环频率，只在这些频率点上做检测。
    这一刀又砍掉了百分之七十。
    两刀下去，总计算量压缩到了原来的百分之十二。四百毫秒乘以零点一二，等於四十八毫秒。
    卡在五十毫秒的线上，刚好够。
    但“刚好够“不是左城的標准。
    他又看了一遍嵌入式平台的硬体手册，找到了第三个优化点——平台的dma控制器支持数据预取，可以在cpu计算当前帧的同时，把下一帧的数据从adc搬到缓衝区。计算和搬运重叠执行，等效处理时间再降百分之二十。
    四十八毫秒乘以零点八——三十八毫秒。
    富余量百分之二十四。够了。
    左城把整套优化方案写成了一份十二页的技术文档，从数学推导到工程实现每一步都写得清清楚楚。写完的时候天已经亮了，窗外能听到早起跑步的人经过的脚步声。
    他没有立刻去睡觉，而是先把文档发给了方泽和刘伟。
    方泽十分钟后回了消息——他也没睡，一直在调仿真平台的参数。
    “方案看了。定点化精度损失零点五db我需要验证一下，给我两天。“
    “好。“
    刘伟的回覆晚了半个小时：“城哥，dma预取那个优化我之前在lora项目里试过类似的思路，確认可行。我来写这部分的驱动代码。“
    左城看著这两条消息，嘴角微微弯了一下。
    团队在成长。半年前这些优化方案只能他一个人写，现在每个人都能接住一块。
    两天后方泽的仿真验证结果出来了——定点化方案在一百二十路卫星信號的仿真环境下，频谱感知准確率百分之九十一点三，虚警率百分之零点七。准確率超过百分之九十的指標，虚警率远低於百分之五的上限。
    左城看著这个数字，终於允许自己鬆了一口气。
    频谱感知前端的核心算法问题，解决了。
    系统光幕亮了。
    【科技树感知：宿主完成“嵌入式循环平稳频谱感知“技术方案】
    【该方案融合了叶片“频谱感知与管理“和“嵌入式智能信道处理（融合级）“的能力】
    【触发被动效果：技术增幅x1.2】
    【频谱感知前端模块预计开发效率提升20%】
    不是新叶片，不是新任务，只是一个被动效果的触发。但左城知道这个百分之二十的效率提升意味著什么——频谱感知前端从最拖后腿的模块，变成了有可能最先完成的模块。
    当天晚上他给於颖打了电话。
    “空空，你的循环平稳方案帮了大忙。核心算法的嵌入式优化方案已经出来了，仿真验证通过，准確率百分之九十一。“
    电话那头安静了两秒。
    “百分之九十一？“於颖的声音有一丝不確定，“我的matlab仿真在理想条件下也只有百分之九十三。你在嵌入式平台上用定点运算跑到了九十一？“
    “定点化精度损失控制在零点五个db，影响不大。主要靠候选循环频率预筛选和dma流水线把计算量压下来了。“
    於颖又沉默了几秒。
    “哥，你知道吗，我导师做了五年的循环平稳检测研究，一直没能解决实时性问题。你用两天时间把它工程化了。“
    “不是两天。“左城说，“是我过去一年在嵌入式平台上积累的所有经验，加上你给我的算法基础。缺任何一个，都做不出来。“
    “那也很厉害。“於颖的语气里有一种左城不太常听到的东西——不是崇拜，而是一种同行之间的由衷认可。“对了，我导师如果知道这个结果，大概会想跟你们合作发一篇论文。你有兴趣吗？“
    “有。但要等项目保密期过了再说。“
    “好，我先跟他提一下。“
    掛了电话后左城靠在椅子上，看著天花板发了一会儿呆。
    他忽然想起了陆明远转述的周鹤年那句话——“这个年轻人的视野不只在地面终端。“
    现在他隱约明白了这句话的意思。
    频谱感知不只是地面终端的一个模块。它是一种能力——让通信系统“看见“电磁环境的能力。这种能力可以用在地面终端上，也可以用在无人机上，用在车联网上，用在任何需要实时感知频谱的场景里。
    周鹤年看到的不是一个模块，而是一种可能性。
    左城闭上眼睛。科技树在意识深处安静地生长著，十三枚叶片在微光中轻轻摇晃。
    还早。但方向已经清楚了。