[发明专利]一种基于单通道自干扰对消的认知无线电装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于单通道自干扰对消的认知无线电装置及方法，包括显示控制单元（1）、认知无线电协议处理单元（2）、通信发射组件、观测反馈组件、通信接收组件、认知接收组件、干扰消除组件、第一自干扰对消单元（12）、第二自干扰对消单元（17）、第一功分器（11）、发射天线（9）和接收天线（10）。本发明通过自干扰抵消技术，在认知接收通道和通信接收通道减去耦合的发射信号，实现接收通道与发射通道同时同频工作；同时，针对认知无线电装置认知接收和通信接收两个通道需要分别进行自干扰消除的需求，提出了一种单通道自干扰生成抵消的方法，提高了认知无线电频谱感知效率和接收范围。

技术领域

本发明涉及认知无线电装置，特别是涉及一种基于单通道自干扰对消的认知无线电装置及方法。

背景技术

传统认知无线电装置为了避免通信发射通道对通信接收通道和频谱感知接收通道的干扰采用两种方式：1. 发射通道与接收通道分时进行工作，在时域上避免发射信号对接收通道的干扰；2. 发射通道与接收通道工作在不同的频率，在频域上避免发射信号对接收通道的干扰。

时分工作模式中，认知无线电感知通道无法在通信信号发射时同时工作，遗漏信道变化或碰撞的情况，导致需要采用等待超时和随机回退重传等低效率机制来避免信道认知错误的问题。频分工作模式中，设置认知无线电感知通道与通信发射通道不同的工作频率，同时为了避免通信发射信号的带外杂散对接收通道灵敏度的影响，认知接收通道与发射通道工作频率还要考虑保护间隔，一般需要间隔1~2个通信信道，导致认知无线电感知通道在发射通道工作频率附近无法正常接收信号。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于单通道自干扰对消的认知无线电装置及方法，有效提高了认知无线电频谱感知效率和接收范围。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于单通道自干扰对消的认知无线电装置，包括显示控制单元、认知无线电协议处理单元、通信发射组件、观测反馈组件、通信接收组件、认知接收组件、干扰消除组件、第一自干扰对消单元、第二自干扰对消单元、第一功分器、发射天线和接收天线；

所述通信发射组件的输入端与认知无线电协议处理单元连接，通信发射组件的输出端通过耦合器与发射天线连接；所述第一功分器的输入端与接收天线连接，第一功分器的输出端分别与第一自干扰对消单元和第二自干扰对消单元连接，所述第一自干扰对消单元的输出端与通信接收组件连接，所述第二自干扰对消单元的输出端与认知接收组件连接，所述通信接收组件和认知接收组件的输出端均与认知无线电协议处理单元连接，所述认知无线电协议处理单元还与显示控制单元连接；

所述观测反馈组件的输入端与耦合器连接，观测反馈组件的输出端与干扰消除组件连接；所述干扰消除组件的输入端还与通信接收组件和认知接收组件的输出端连接，干扰消除组件的输出端分别与通信发射组件、第一自干扰对消单元和第二自干扰对消单元连接；

所述显示控制单元，用于在无线通信发射过程中，供用户发送信源至认知无线电协议处理单元；在无线通信接收过程中，接收认知无线电协议处理单元发送来的通信数据，对数据进行业务恢复，最终向用户进行显示或播放；在认知无线电频谱感知过程中，接收认知无线电协议处理单元发送来的频谱感知数据，显示频谱监测的相关信息；

所述认知无线电协议处理单元，用于在无线通信发射过程中，根据认知接收组件获得的有效频率资源，数据进行路由寻址、频率资源分配和组帧处理，并将组帧数据发送至通信发射组件；在无线通信接收过程中，接收来自通信接收组件的组帧数据，根据认知无线电MAC层和网络层协议对接收数据进行CRC校验、筛选和排队处理，最后将数据送往显示控制单元；在认知无线电频谱感知过程中，接收认知接收组件的频谱感知数据，根据认知无线电MAC层和网络层协议对无线信道进行分析和管理，控制无线通信相关单元的工作频率和发射功率，同时将频谱分析数据送往显示控制单元；