[发明专利]通信设备的频谱表征

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线或有线环境中的细化频谱表征，特别用于数字通信设备。

背景技术

本发明发现了一种在OFDM调制通信中的有利的但非限制性的应用，特别用于认知和频率捷变通信。

术语“认知通信”来源于英语术语“cognitive radio”，并且表示智能通信，其中的设备能够在广泛的频率范围内动态转换频率(例如，几个GHz，因此也是术语“频率捷变”)。

此外，OFDM(代表“正交频分多路复用”)调制用于将高码率二进制串分成多个低码率调制串(或信道)。由不同的频率调制每一个子通道，频率之间的间隔保持固定。这些频率组成正交基，其中OFDM信号频谱在分配频带中具有理想的占有率。因此，OFDM调制将高码率分布在一系列的正交低码率调制副载波中。这些副载波通常使用窄频带。

发明内容

本发明的一个目的在于优选地使通信设备能够：

-测量并表征一定范围频率的频谱占有率，在该频率范围内该设备自身能够工作，例如在OFDM环境中，以及

-根据通信要求和频谱分析，确定工作频带。

本发明因此提供了频率的细化频谱表征，特别用于认知和频率捷变通信设备。为了达到该目的，其使用频谱扫描。然而，本发明使用术语“扫描”来表示贯穿(run through)频谱的动作，无论是用于寻找频谱中的固有频带，或用于检测干扰，等等。

特别在例如文档WO-96/10300中已经提出了与判定系统相关的频谱扫描。

通常借助于傅立叶变换，特别是通过捕获频带中的数字采样和快速傅立叶变换(或下文中“FFT”)来完成数字频谱扫描。FFT的结果对应于关注的频带中的信号频谱。

然而，通过简单FFT的分析不能如实的表现频谱现状，因此不能得到相应信号的可靠识别和表征。该缺点的一个可能的原因与用于时域分析的矩形窗有关。纯正弦波的频率不与其中一个扫描FFT载波频率精确匹配，并从一个设备将大量载波的能量返回至另一个设备，大量载波的能量与最强载波的能量成一定的比率，其中最强载波的能量既是不可控制的也是不可预测的。

另外，传统的频谱分析极其昂贵，主要是由于以下原因：

-其必须覆盖非常广范围的频率，

-其必须覆盖多种分辨率，

-最后其具有根据大量参数显示测量的频谱的功能。

本发明的目的是改进这种情况。

为了达到这个目的，对于频谱扫描，设计在快速傅立叶变换计算之前进行多载波整形滤波(在每一个载波上执行整形滤波)，以根据获得的结果来确定信号是否显出现在关注的频带上，并且必要的情况下，对其进行细化表征(信号、图案、电平等的自然特征)。

总的来说，本发明主要是提供一种基于接收数字信号的频谱扫描方法，该方法包含傅立叶变换计算。根据本发明，在计算之前进行多载波整形滤波。

有利的是，多载波整形滤波器的实施方式的一种是多相滤波器。

因此，根据本发明的其中一个优点，随着时间以可再生和确定性的方式，可以为相同的设备或为多个示例设备细化表征环境频谱的成分。

根据本发明的另一个优点，为了能够执行本发明的频谱扫描，以及执行接收数字信号的传统步骤，特别是接收信号的解调，可以利用具有滤波器组的多载波接收链，其已经存在于通信设备中。然而，这种测量虽然是有利的，但决不是必须的。

因此本发明也意在提供一种根据本发明的频谱扫描链，以及包含链的通信设备，该链包括傅立叶变换计算模块下游的多载波整形滤波器组，并且优选地识别模块，用于确定信号是否出现在关注的频谱中，并在必要的情况下还包括其表征。以下的详细描述给出了这种信号检测的实施方式的示例，该信号是预指定的(其频谱特征在所述实例中是已知的)。

本发明还意在提供一种通信设备(例如，基站或终端)，其包含根据本发明的频谱扫描链，以及通信系统，在认知和频率捷变通信环境中是有利的，在根据本发明与设备进行通信时，启动至少一个基站和/或至少一个终端。

本发明可有利地使用预建立的信号特征，用于细化和检测这些信号的规则，以及尤其是用于实现本发明的计算机程序。本发明还意在提供一种这类计算机程序，以及可编程的元件(例如，集成电路、DSP模块等)，其包括存储这类程序的存储器。这种部件或集成电路可仅仅包含上述扫描链，或与通信设备装置的部分或全部结合的扫描链。

附图说明

本发明的其他特征和优点将基于对以下详细描述的研究而显现出来，在附图中：

图1示出了根据本发明的处理，其中在滤波之前通过FFT计算进行频谱扫描；