[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

权利要求书

1.一种基于单通道自干扰对消的认知无线电装置，其特征在于：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）；

所述通信发射组件的输入端与认知无线电协议处理单元（2）连接，通信发射组件的输出端通过耦合器（8）与发射天线（9）连接；所述第一功分器（11）的输入端与接收天线（10）连接，第一功分器的输出端分别与第一自干扰对消单元（12）和第二自干扰对消单元（17）连接，所述第一自干扰对消单元（12）的输出端与通信接收组件连接，所述第二自干扰对消单元（17）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（2）连接，所述认知无线电协议处理单元（2）还与显示控制单元（1）连接；

所述观测反馈组件的输入端与耦合器（8）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（12）和第二自干扰对消单元（17）连接；

所述显示控制单元（1），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（2）；在无线通信接收过程中，接收认知无线电协议处理单元（2）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（2）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（2），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（1）；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（1）；

所述通信发射组件，用于在无线通信发射过程中，接收来自认知无线电协议处理单元（2）的组帧数据，根据通信物理层协议对数据进行速率匹配、编码和调制处理，并根据干扰消除组件提供的预畸变参数对调制后的基带信号进行处理，并将处理得到的信号进行数模转换、上变频、滤波、放大后经耦合器（8）传输给发射天线进行发射；

所述第一自干扰对消单元（12），用于根据来干扰消除组件的信号，对从第一功分器（11）接收到的信号进行抑制，并将抑制得到的信号传输给通信接收组件；

所述通信接收组件，用于在无线通信接收过程中，对第一自干扰对消单元（12）输出的信号进行下变频、滤波和模数转换后，检测残余在通信接收通道中的自干扰信号，将检测的结果发送到干扰消除组件；同时，模数转换后的信号进行同步、解调、解码和组帧处理，并将组帧数据传输至认知无线电协议处理单元（2）；

所述第二自干扰对消单元（17），用于根据来干扰消除组件的信号，对从第一功分器（11）接收到的信号进行抑制，并将抑制得到的信号传输给认知接收组件；

所述认知接收组件，用于在认知无线电频谱感知过程中，对第二自干扰对消单元（17）输出的信号进行下变频、滤波和模数转换后，检测残余在认知接收通道中的自干扰信号，将检测的结果发送给干扰消除组件；并对接收的空间无线电基带信号进行频谱分析、信号识别和信道占用度分析处理，并将处理结果发送至认知无线电协议处理单元（2）；

所述观测反馈组件，用于在离线发射自干扰对消过程中，通过耦合器（8）从通信发射组件中获取训练发射信号的部分能量，经下变频、滤波和模数转换后，与通信发射信号基带处理单元（3）的原始训练信号进行相减，获得发射通道模拟信号处理部分产生的杂散信号，并送往干扰消除组件；

所述干扰消除组件，用于在离线发射自干扰对消过程中，根据来自认知接收组件、通信接收组件和观测反馈组件的信息，并送入通信发射组件、第一自干扰对消单元（12）和第二自干扰对消单元（17）进行自干扰消除。