[發明專利]集成多節點頻譜感知方法及裝置

有效

• 申請號: 202110856116.5
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113612556B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 鄭小平;陳曉雪;李尚遠;朱康奇;薛曉曉
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H04B17/382
• 分類號: H04B17/382;H04B17/391;H04B10/2575;H04B10/50
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 黃玉霞

本申請涉及信號處理技術領域，特別涉及一種集成多節點頻譜感知方法及裝置，其中，方法包括：接收一個或多個區域的待測寬帶微波信號；在各節點分別對待測寬帶微波信號進行電光轉換，經電域轉換到光域后得到光載微波信號；獲取各節點的光載微波信號，并對得到的光載微波信號進行路由選擇；將得到的光載微波信號進行光譜整形，對經光譜調控后的光載微波信號由寬帶光子ADC進行采樣量化，得到待測寬帶微波信號的頻譜信息。本申請實施例的方法在構建多節點模擬信號光采集網絡，擴展節點規模的同時推動多節點頻譜感知系統集成化進程，實現對一定區域內電磁空間頻譜資源的分布式采集與監測，為無線通信頻譜資源自適應分配與雷達空間電磁對抗提供快速、準確的頻譜信息。

技術領域

本申請涉及信號處理技術領域，特別涉及一種集成多節點頻譜感知方法及裝置。

背景技術

隨著未來無線通信、新體制雷達等射頻系統對容量、傳輸速率、探測分辨率等需求的不斷增長，接收端對寬帶信號接收能力與頻譜認知能力的要求也逐步提高，以便緩和日益緊張的電磁頻譜資源。

相關技術中，電學接收方法由于存在傳輸損耗大、采樣帶寬窄、體積大、功耗高、電磁干擾嚴重等問題，無法進一步擴展接收端的節點采集數量及可接收帶寬。微波光子技術憑借其在信號傳輸及處理方面的獨特優勢有助于突破頻譜認知與寬帶信號接收過程中的電學瓶頸。在信號接收端，利用光子信號處理技術實現電磁頻譜的快速分辨及測量，以全面了解電磁頻譜的實時運營狀態，最大化頻譜資源使用效率，利用寬帶光子ADC的高采樣率與高有效比特位并重的特性可以實現對任意大帶寬信號波形的有效接收及恢復，獲取有效信息。

然而，現階段不同材料光電子器件之間以及光電子器件與射頻器件架構的差異使得寬帶微波信號頻譜感知系統的處理規模與精度受限，各環節功能實現原理和器件材料體系的分立特性限制了接收系統平臺的集成化發展，難以實現無線通信、雷達等射頻系統中多信道的寬帶信號光域調控與采樣，亟待改進。

申請內容

本申請提供一種集成多節點頻譜感知方法及裝置，以解決相關技術中針對頻譜感知系統中節點規模不足、擴展性差以及器件功能分立、集成化程度不高等技術問題。

本申請第一方面實施例提供一種集成多節點頻譜感知方法，包括以下步驟：接收一個或多個區域的待測寬帶微波信號；在各節點分別對所述待測寬帶微波信號進行電光轉換，經電域轉換到光域后得到光載微波信號；獲取所述各節點的光載微波信號，并對得到的光載微波信號進行路由選擇；將所述得到的光載微波信號進行光譜整形，對經光譜調控后的光載微波信號由寬帶光子ADC進行采樣量化，得到所述待測寬帶微波信號的頻譜信息

可選地，在本申請的一個實施例中，所述接收待測寬帶微波信號，包括：利用多個天線，接收不同區域內的寬帶微波信號，得到所述待測寬帶微波信號。

可選地，在本申請的一個實施例中，調制器的帶寬大于回波信號的帶寬。

可選地，在本申請的一個實施例中，所述獲取所述各節點的光載微波信號，包括：通過傳輸光纖，收集所述各節點發射的光載微波信號；對收集的各節點發射的光載微波信號進行集成處理。

本申請第二方面實施例提供一種集成多節點頻譜感知裝置，包括：接收模塊，用于接收一個或多個區域的待測寬帶微波信號；轉換模塊，用于在各節點分別對所述待測寬帶微波信號進行電光轉換，經電域轉換到光域后得到光載微波信號；路由模塊，用于獲取所述各節點的光載微波信號，并對所述得到的光載微波信號進行路由選擇；感知模塊，用于將所述得到的光載微波信號進行光譜整形，對經光譜調控后的光載微波信號由寬帶光子ADC進行采樣量化，得到所述待測寬帶微波信號的頻譜信息。

可選地，在本申請的一個實施例中，所述接收模塊進一步用于利用多個天線，接收不同區域內的寬帶微波信號，得到所述待測寬帶微波信號。

可選地，在本申請的一個實施例中，調制器的帶寬大于回波信號的帶寬。