[發明專利]基于分組濾波的數能一體化波形設計

有效

• 申請號: 202010733502.0
• 申請日: 2020-07-27
• 公開（公告）號: CN111935054B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 于秦;徐桂瓊;余俊良;楊鯤
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 北京艾格律詩專利代理有限公司 11924
• 代理人: 竇杰平

本發明提供一種基于分組濾波的數能一體化波形設計，包括以下步驟：建立通用濾波多載波系統模型：（1）將子載波分組并進行IDFT變換得到得到IDFT序列；（2）將IDFT序列經過FIR濾波器處理得到離散序列；（3）將離散序列進行D/A轉化，得到基帶信號；（4）將基帶信號搬移到設定頻率上，確定需檢測的系統模型；（5）根據能量使用策略分析優選信號，即基于UMFC的調制信號的分析；基于UMFC的非調制信號的分析；基于UMFC的混合調制信號的分析；基于UMFC的OFDM信號的分析；最后對具體的場景進行建模并優化求解。

技術領域

本發明涉及一種數能一體化通信網絡處理方法，尤其是涉及一種基于分組濾波的數能一體化波形設計。

背景技術

基于射頻信號的能量傳輸有兩個基本的認識，一個是恒定的正弦波信號有著更好的傳輸性能，另一個是能量的接收具有非線性的特點。通常來說，如果想要提高信號的能量傳輸效率，最直接的方法就是在信號中以某種方式加入恒定的正弦波信號。但是對于OFDM這種這種波形，輕微的頻率偏移都會對導致信號的解調能力變差。高功率的子載波對相鄰的低功率子載波的影響尤為嚴重。如果信號能提前過濾掉帶外信號，那么這將大大提高系統的穩定性。

而數能一體化網絡的主要運用場景為物聯網，這些節點對通信需求并不高。這也就意味著如果采用加入恒定正弦波信號的波形，分配在恒定正弦波上的功率會遠多于用于通信的信號。這時整個系統的穩定性相當的低。如果能對這兩組信號先進行濾波再發送出去，那么會大大提高系統的信息傳輸性能。而且更進一步，為了保證不同頻譜上的信號互補干擾，常用波段之間都還有一定規模不大的空閑波段。這塊頻譜對信號傳輸利用價值不高，但是卻可以安插零散的經過濾波的能量信號。分組濾波保證了在進行射頻能量傳輸的同時，對周邊頻譜上信號的干擾較低。

發明內容

本發明提供了一種基于分組濾波的數能一體化波形設計，用于解決UFMC信號的波形設計問題，其技術方案如下所述：

基于分組濾波的數能一體化波形設計算法，由系統模型建立、問題建模和提出求解算法三個部分組成，具體包括以下步驟：

一種基于分組濾波的數能一體化波形設計，包括以下步驟：

S1：建立通用濾波多載波系統模型：(1)將子載波分組并進行IDFT變換得到得到IDFT序列；(2)將IDFT序列經過FIR濾波器處理得到離散序列S[n]；(3)將離散序列S[n]進行D/A轉化，得到基帶信號；(4)將基帶信號搬移到設定頻率f₀上，得到輸出信號；

S2：確定需檢測的能量使用模型，并根據能量使用策略分析優選信號：(1)基于UMFC的調制信號的分析；(2)基于UMFC的非調制信號的分析；(3)基于UMFC的混合調制信號的分析；(4)基于UMFC的OFDM信號的分析；

S3：將上述信號用等效電流表示后，分析能量使用模型適用的信號；

S4：對具體的場景進行建模并優化求解。

進一步的，步驟S1中的(1)中，假設一共有N個子載波，同時將這N個子載波分為B個連續的子載波組，每個子載波組使用K_i來表示；如果假設每個子載波組有N_B個子載波，則K_i＝(i-1)N_B,…,iN_B-1，設第i個子載波組的符號為X(k),k∈K_i，其經過N點IDFT得到IDFT序列s_i[n]。

此時得到了第i個子載波組的IDFT序列，n表示任意離散點。