[发明专利]基于先听后传的能量捕获认知无线电通信方法

权利要求书

1.一种基于先听后传的能量捕获认知无线电通信方法，其特征在于，包括：认知无线电先听后传的帧结构、认知无线电发射机和认知无线电接收机；认知无线电的帧结构被分为感知时隙和传输时隙；感知时隙内，发射机对外界接收信号同步进行频谱感知和能量捕获，接收机只对外界接收信号进行频谱感知；传输时隙内，当感知到授权用户存在时，认知无线电的发射机捕获外界信号能量，认知无线电的接收机停止工作；当感知到授权用户空闲时，认知无线电的发射机将捕获到的所有外界信号能量转化成系统电能，并通过放大发射功率和接收机之间进行通信。

2.如权利要求1所述的通信方法，其特征在于，认知无线电发射机的工作步骤如下：

(1)在感知时隙内，发射机通过天线监听特定频段内外界的电磁环境，接收并采样外界信号；

(2)对接收信号同时进行能量捕获和频谱感知，能量捕获用于收集外界接收信号的能量，频谱感知用于判断接收信号中是否存在授权用户信号；

(3)通过频谱感知判断授权用户存在，在传输时隙内，发射机继续监听外界电磁环境，并不断捕获外界接收信号的能量，反之执行步骤(4)；

(4)通过频谱感知判断授权用户空闲，发射机通过能量转化将捕获到的所有外界信号能量转化成系统自身所需的电能，并通过对电池充电将电能存储起来；将信息数据通过数据处理单元转化为适合信道传输的数据信号，包括信息编码和信号调制过程，功率放大单元根据电池提供的能量放大发射机的发射功率，并最终通过天线发射数据信号。

3.如权利要求2所述的通信方法，其特征在于，认知无线电发射机的能量捕获和转化部分由混频器、本地振荡器、匹配滤波器、带通滤波器、整流电路和低通滤波器组成；混频器、匹配滤波器、带通滤波器、整流电路、低通滤波器依次相连，混频器还连接有本地振荡器，接收本地振荡器产生的震荡信号。

4.如权利要求1所述的通信方法，其特征在于，认知无线电接收机的工作步骤如下：

(1)在感知时隙内，接收机通过天线监听外界的电磁环境，接收并采样外界信号；

(2)对外界接收的信号进行频谱感知，判断接收信号中是否存在授权用户信号；

(3)通过频谱感知判断授权用户存在，在传输时隙内，接收机暂停工作，反之执行步骤(4)；

(4)通过频谱感知判断授权用户空闲，接收机接收发射机的信号，通过功率缩放单元将发射机的信号恢复到最初能量级别，最后通过数据恢复单元恢复出原始信息数据，包括信号解调和信息译码过程。