[發明專利]一種基于單通道自干擾對消的認知無線電裝置及方法

有效

• 申請號: 202010032129.6
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111212433B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 馬萬治;劉穎;潘文生;邵士海;趙宏志;王傳丹
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04W16/14
• 分類號: H04W16/14;H04W72/08;H04L25/03;H04L25/08
• 代理公司: 成都巾幗知識產權代理有限公司 51260
• 代理人: 邢偉

1.一種基于單通道自干擾對消的認知無線電裝置，其特征在于：包括顯示控制單元（1）、認知無線電協議處理單元（2）、通信發射組件、觀測反饋組件、通信接收組件、認知接收組件、干擾消除組件、第一自干擾對消單元（12）、第二自干擾對消單元（17）、第一功分器（11）、發射天線（9）和接收天線（10）；

所述通信發射組件的輸入端與認知無線電協議處理單元（2）連接，通信發射組件的輸出端通過耦合器（8）與發射天線（9）連接；所述第一功分器（11）的輸入端與接收天線（10）連接，第一功分器的輸出端分別與第一自干擾對消單元（12）和第二自干擾對消單元（17）連接，所述第一自干擾對消單元（12）的輸出端與通信接收組件連接，所述第二自干擾對消單元（17）的輸出端與認知接收組件連接，所述通信接收組件和認知接收組件的輸出端均與認知無線電協議處理單元（2）連接，所述認知無線電協議處理單元（2）還與顯示控制單元（1）連接；

所述觀測反饋組件的輸入端與耦合器（8）連接，觀測反饋組件的輸出端與干擾消除組件連接；所述干擾消除組件的輸入端還與通信接收組件和認知接收組件的輸出端連接，干擾消除組件的輸出端分別與通信發射組件、第一自干擾對消單元（12）和第二自干擾對消單元（17）連接；

所述顯示控制單元（1），用于在無線通信發射過程中，供用戶發送信源至認知無線電協議處理單元（2）；在無線通信接收過程中，接收認知無線電協議處理單元（2）發送來的通信數據，對數據進行業務恢復，最終向用戶進行顯示或播放；在認知無線電頻譜感知過程中，接收認知無線電協議處理單元（2）發送來的頻譜感知數據，顯示頻譜監測的相關信息；

所述認知無線電協議處理單元（2），用于在無線通信發射過程中，根據認知接收組件獲得的有效頻率資源，數據進行路由尋址、頻率資源分配和組幀處理，并將組幀數據發送至通信發射組件；在無線通信接收過程中，接收來自通信接收組件的組幀數據，根據認知無線電MAC層和網絡層協議對接收數據進行CRC校驗、篩選和排隊處理，最后將數據送往顯示控制單元（1）；在認知無線電頻譜感知過程中，接收認知接收組件的頻譜感知數據，根據認知無線電MAC層和網絡層協議對無線信道進行分析和管理，控制無線通信相關單元的工作頻率和發射功率，同時將頻譜分析數據送往顯示控制單元（1）；

所述通信發射組件，用于在無線通信發射過程中，接收來自認知無線電協議處理單元（2）的組幀數據，根據通信物理層協議對數據進行速率匹配、編碼和調制處理，并根據干擾消除組件提供的預畸變參數對調制后的基帶信號進行處理，并將處理得到的信號進行數模轉換、上變頻、濾波、放大后經耦合器（8）傳輸給發射天線進行發射；

所述第一自干擾對消單元（12），用于根據來干擾消除組件的信號，對從第一功分器（11）接收到的信號進行抑制，并將抑制得到的信號傳輸給通信接收組件；

所述通信接收組件，用于在無線通信接收過程中，對第一自干擾對消單元（12）輸出的信號進行下變頻、濾波和模數轉換后，檢測殘余在通信接收通道中的自干擾信號，將檢測的結果發送到干擾消除組件；同時，模數轉換后的信號進行同步、解調、解碼和組幀處理，并將組幀數據傳輸至認知無線電協議處理單元（2）；

所述第二自干擾對消單元（17），用于根據來干擾消除組件的信號，對從第一功分器（11）接收到的信號進行抑制，并將抑制得到的信號傳輸給認知接收組件；

所述認知接收組件，用于在認知無線電頻譜感知過程中，對第二自干擾對消單元（17）輸出的信號進行下變頻、濾波和模數轉換后，檢測殘余在認知接收通道中的自干擾信號，將檢測的結果發送給干擾消除組件；并對接收的空間無線電基帶信號進行頻譜分析、信號識別和信道占用度分析處理，并將處理結果發送至認知無線電協議處理單元（2）；

所述觀測反饋組件，用于在離線發射自干擾對消過程中，通過耦合器（8）從通信發射組件中獲取訓練發射信號的部分能量，經下變頻、濾波和模數轉換后，與通信發射信號基帶處理單元（3）的原始訓練信號進行相減，獲得發射通道模擬信號處理部分產生的雜散信號，并送往干擾消除組件；

所述干擾消除組件，用于在離線發射自干擾對消過程中，根據來自認知接收組件、通信接收組件和觀測反饋組件的信息，并送入通信發射組件、第一自干擾對消單元（12）和第二自干擾對消單元（17）進行自干擾消除。