[发明专利]一种混合衬底认知RF/FSO中继传输系统及方法

说明书

本发明公开一种混合衬底认知RF/FSO中继系统及方法，包括：FSO接收端，所述FSO接收端接收合并来自次级基站的L路并行FSO信号；衬底认知无线电网络，包括由次级用户终端和次级基站组成的次级网络和由主用户终端和主基站组成的主网络，在主网络预先设定的干扰温度下，所述主用户终端和次级用户终端共享频谱，所述次级用户终端分别向次级基站和主基站发送RF信号，所述次级基站接收来自所述次级用户终端的RF信号；所述主用户终端向所述主基站发送RF信号，所述主基站分别接收来自所述主用户终端和次级用户终端的RF信号。本发明提出的一种混合衬底认知RF/FSO中继系统及方法，在缓解无线频谱资源利用率问题的同时有效改善了系统通信性能。

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体地涉及一种混合衬底认知RF/FSO中继传输系统及方法。

背景技术

随着无线光通信技术的发展，研究人员结合传统RF通信技术和FSO技术的优点，提出了基于双跳中继传输技术的混合RF/FSO系统。RF链路中，无线信号的传输需要频谱来作为媒介，无线频谱资源是一种不可再生的并且极为珍贵的资源。随着无线通信技术的飞速发展，无线频谱资源日益紧张。此外，人们对于频谱利用的不均衡和频谱分配的不合理导致无线频谱资源稀缺。FSO以激光为光源，无需频谱许可。然而，激光在大气中传输时，因温度和气压的不均匀变化而造成的大气湍流会导致FSO链路的通信性能显著下降。此外，建筑物的摇摆现象会导致发射器和接收器之间未对准而引起指向误差，天气和通信链路长度会造成路径损耗，都会致使FSO链路的通信质量降低。

认知无线电是一种能够有效缓解RF频谱资源稀缺压力的方法，通过对无线通信环境的认知，智能共享频谱资源。在衬底认知无线电中，主用户终端比次级用户终端拥有更高的优先级使用频谱，并在主用户终端约先设定的干扰约束下，主用户终端和次级用户终端可以共存，显著提高了无线网络的频谱效率。

接收分集技术在接收端使用多个接收孔径接收信号，并通过合并多个接收信号来获得分集增益，从而有效降低大气衰减效应对系统的影响，提高系统通信性能。开关检测合并(SEC)是其中一种较少被探索的技术，它对硬件的要求较低，对于FSO链路来说非常有用。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种混合衬底认知RF/FSO中继传输系统及方法，以减轻RF的频谱资源压力、缓解系统通信性能受大气湍流影响的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例所采用的技术方案如下：

根据本发明实施例的第一方面，提供一种混合衬底认知RF/FSO中继传输系统，包括：

FSO接收端，所述FSO接收端具有L根接收天线以分别接收来自次级基站的L路并行FSO信号，并使用开关检测合并器合并接收信号；

衬底认知无线电网络，包括一次级网络和一主网络，

所述次级网络包括次级用户终端和次级基站，所述次级用户终端和所述FSO接收端之间的通信链路中布设所述次级基站作为中继，所述次级用户终端和所述次级基站之间通过RF链路传输信号，所述次级基站和所述FSO接收端之间通过服从FSO链路传输信号，所述次级用户终端通过发射天线分别向次级基站和主基站发送RF信号，所述次级基站通过接收天线接收来自所述次级用户终端的RF信号；

所述主网络包括主用户终端和主基站，所述主用户终端通过发射天线向所述主基站发送RF信号，所述主基站通过接收天线分别接收来自所述主用户终端和次级用户终端的RF信号；

其中所述次级用户终端和所述主用户终端同时占用同一频谱资源，在所述主基站中由所述次级用户终端产生的峰值发射功率不能超过预先设定的干扰温度值。

进一步地，在所述衬底认知无线电网络中，所述主用户终端和所述次级用户终端共享分配给所述主网络的频谱，所述次级用户终端的发射功率受所述主网络设定的干扰约束即干扰温度限制：