一種降低認知無線電帶外幹擾的方法和裝置製造方法
2023-06-18 07:38:16 1
一種降低認知無線電帶外幹擾的方法和裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供了一種降低認知無線電帶外幹擾的方法和裝置。其中的方法包括：對OFDM基帶信號進行NMSK編碼調製，得到調製後的OFDM-NMSK單邊帶信號；根據調製後的OFDM-NMSK單邊帶信號和各認知頻段的幹擾消除要求，預先確定與各個加窗係數相對應的需關閉的子載波帶寬；建立至少包括各認知頻段的幹擾消除要求、各加窗係數以及相對應的需關閉的子載波帶寬的幹擾消除關閉數據表；當需退出所佔用的認知頻段時，根據該認知頻段的幹擾消除要求查詢所述幹擾消除關閉數據表，並選定相應的加窗係數；根據所選定的加窗係數，關閉相應數目的子載波。應用本發明可以在有效降低認知無線電帶外幹擾的同時提升系統性能。
【專利說明】一種降低認知無線電帶外幹擾的方法和裝置
【技術領域】
[0001]本申請涉及移動通信【技術領域】，尤其涉及一種降低認知無線電帶外幹擾的方法和
>J-U裝直。
【背景技術】
[0002]在傳統的無線通信【技術領域】中，頻譜分配製度為固定頻譜分配。為避免不同系統間的幹擾，無線電管理部門對無線電頻譜資源進行統一的管理，通過給不同系統頒發無線電頻譜使用牌照的形式來為各個系統分配特定的頻段，從而將頻譜分為授權頻段和非授權頻段兩個部分，授權頻段一般只被相應的授權用戶(LU, License User)使用，而不會被其他非授權用戶使用。
[0003]但是，近年來隨著無線通信業務的飛速發展，頻譜資源也變得越來越緊缺，因此頻譜資源的稀缺已經成為制約無線通信未來發展的主要瓶頸之一。傳統的固定無線電頻譜分配的方式雖然避免了不同系統間的幹擾，但對頻譜資源利用狀況的測量結果表面，授權用戶對其授權頻譜的實際利用率一般都很低，大量授權的無線頻譜處於被閒置或者利用率極低的狀態。
[0004]為了提高授權頻譜的實際利用率以緩解頻譜資源日益緊張的局面，認知無線電(CR, Cognitive Radio)技術受到了越來越廣泛的關注。認知無線電技術的基本思想是先通過無線頻譜感知獲知各個授權用戶的空閒頻譜資源，然後在不影響授權用戶正常通信的前提下，未被授權的用戶，即認知用戶(⑶,Cognitive User)設備可利用上述空閒的授權頻譜資源進行通信，上述被CU設備利用的空閒的授權頻譜資源可稱之為認知頻段。
[0005]在現有的正交頻分復用(OFDM)認知系統中，當認知系統在其佔用的窄帶授權頻段(即認知頻段)上偵測到窄帶授權業務的存在，即該頻段的授權用戶需要或正在使用該窄帶授權頻段傳輸窄帶授權業務時，為了不影響該授權用戶的正常通信，OFDM認知系統將關閉在該窄帶授權頻段上工作的相應子載波。然而，若僅關閉在該窄帶授權頻段上工作的相應子載波，則由於OFDM認知系統中的各子載波的功率譜帶外衰減比較緩慢，因此該窄帶授權頻段兩側的相鄰子載波在此窄帶授權頻段上所產生的洩露功率依然較強，從而仍然容易對授權用戶的正常通信造成嚴重幹擾。
[0006]現有技術中一般可通過下述的兩種方法來降低認知無線電的帶外幹擾:
[0007]第一種方法:時域加窗濾波方法。在該方法中，將在OFDM基帶信號的輸出端增加一個窗濾波器(例如，餘弦窗、漢明窗等)，從而抑制授權頻段兩側的子載波的帶外幹擾。
[0008]第二種方法:頻域主動幹擾消除(AIC)方法。在該方法中，將在被關閉的子載波兩側插入AIC子載波，利用最小均方方法使子載波的帶外功率洩露最小化，最終達到最小化帶外功率的目的。
[0009]然而，在上述的第一種方法中，雖然通過窗濾波器可以抑制帶外幹擾，但增加窗濾波器的同時也將展寬信號，因此為了滿足授權頻段幹擾消除要求，所關閉的子載波帶寬仍然較大。另外，由於信號的展寬，為了保證原有的傳輸效率不變，則還必然需要減小保護間隔長度，因而有可能導致子載波的正交性被破壞，帶來載波間幹擾(ICI)和符號間幹擾(ISI)，從而造成認知系統性能下降。
[0010]而在上述的第二種方法中，雖能可以有效抑制帶外幹擾，但是為了獲取兩側插入AIC子載波上的權值，需要進行大量的矩陣運算，從而將給認知系統帶來極大的負擔，降低系統的性能。
[0011]綜上可知，由於現有技術中的降低認知無線電帶外幹擾的方法具有如上所述的缺點，因此如何在有效降低認知無線電帶外幹擾的同時提升系統性能，是本領域中亟需解決的問題。
【發明內容】
[0012]有鑑於此，本發明提供了一種降低認知無線電帶外幹擾的方法和裝置，從而可以在有效降低認知無線電帶外幹擾的同時提升系統性能。
[0013]本發明的技術方案具體是這樣實現的:
[0014]一種降低認知無線電帶外幹擾的方法，該方法包括:
[0015]對OFDM基帶信號進行N重最小頻移鍵控匪SK編碼調製，得到調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號；
[0016]根據調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號和各認知頻段的幹擾消除要求，預先確定與各個加窗係數相對應的需關閉的子載波帶寬；
[0017]建立至少包括各認知頻段的幹擾消除要求、各加窗係數以及相對應的需關閉的子載波帶寬的幹擾消除關閉數據表；
[0018]當需退出所佔用的認知頻段時，根據該認知頻段的幹擾消除要求查詢所述幹擾消除關閉數據表，並選定相應的加窗係數；
[0019]根據所選定的加窗係數，關閉相應數目的子載波。
[0020]本發明還提供了一種降低認知無線電帶外幹擾的裝置，該裝置包括:信號調製模塊、帶寬確定模塊、資料庫模塊、係數選取模塊和執行模塊；
[0021]所述信號調製模塊，用於對OFDM基帶信號進行N重最小頻移鍵控匪SK編碼調製，得到調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號；將調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號發送給所述帶寬確定模塊；
[0022]所述帶寬確定模塊，用於根據調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號和各認知頻段的幹擾消除要求，預先確定與各個加窗係數相對應的需關閉的子載波帶寬；將各認知頻段的幹擾消除要求、各個加窗係數以及與各個加窗係數相對應的需關閉的子載波帶寬發送給所述資料庫模塊；
[0023]所述資料庫模塊，用於建立並存儲至少包括各認知頻段的幹擾消除要求、加窗係數以及相對應的需關閉的子載波帶寬的幹擾消除關閉數據表；
[0024]所述係數選取模塊，用於當認知用戶設備需退出所佔用的認知頻段時，根據該認知頻段的幹擾消除要求查詢所述資料庫模塊中存儲的幹擾消除關閉數據表，並選定相應的加窗係數；將選定的加窗係數發送給所述執行模塊；
[0025]所述執行模塊，用於根據所選定的加窗係數，關閉相應數目的子載波。
[0026]由上述技術方案可見，本發明由於可對OFDM基帶信號進行匪SK編碼調製，得到調製後的OFDM-NMSK (SSB)信號，並預先建立至少包括各認知頻段的幹擾消除要求、加窗係數以及相對應的需關閉的子載波帶寬的幹擾消除關閉數據表，然後根據認知頻段的幹擾消除要求查詢幹擾消除關閉數據表以選定加窗係數，再根據所選定的加窗係數，關閉相應數目的子載波，因而可以將匪SK編碼調製方法與時域加窗方法相結合，從而可在有效降低認知無線電帶外幹擾的同時提升系統性能。【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]圖1為本發明實施例中的降低認知無線電帶外幹擾的方法的流程圖。
[0028]圖2為本發明實施例中的匪SK編碼調製裝置的示意圖。
[0029]圖3為本發明實施例中的匪SK解碼裝置的示意圖。
[0030]圖4為本發明實施例中的仿真結果示意圖。
[0031]圖5是本發明實施例中的降低認知無線電帶外幹擾的裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0032]為使本發明的技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及具體實施例，對本發明作進一步詳細的說明。
[0033]圖1為本發明實施例中的降低認知無線電帶外幹擾的方法的流程圖。
[0034]如圖1所示，本發明實施例中的降低認知無線電帶外幹擾的方法包括如下所述步驟:
[0035]步驟101，對OFDM基帶信號進行N重最小頻移鍵控(匪SK)編碼調製，得到調製後的0FDM-NMSK單邊帶(SSB)信號。
[0036]在本步驟中，為了有效地增大各個子載波信號的帶外衰減，將對OFDM基帶信號進行匪SK編碼調製，得到調製後的OFDM-NMSK (SSB)信號。
[0037]在本發明的具體實施例中，可以使用多種方法對OFDM基帶信號進行匪SK編碼調製，以下將以其中的一種調製方法為例進行詳細的介紹。
[0038]例如，圖2為本發明實施例中的匪SK編碼調製裝置的示意圖。如圖2所示，在本發明的具體實施例中，所述NMSK編碼調製裝置包括:連續相位編碼(CPE)單元21、映射單元22和波形生成單元23。因此，通過上述匪SK編碼調製裝置，可先對OFDM基帶信號中的各個子載波信號進行WSK編碼調製，得到調製後的各個WSK (SSB)子載波信號，然後再根據調製後的各個匪SK (SSB)子載波信號，最終得到調製後的OFDM-NMSK (SSB)信號。
[0039]較佳的，在本發明的具體實施例中，上述的步驟101可通過如下所述的步驟來實現:
[0040]步驟1011，通過CPE單元對OFDM基帶信號中的各個子載波信號進行編碼轉換，得到相應的CPE信號。
[0041 ] 在本步驟中，所述OFDM基帶信號通過CPE單元進行編碼轉換後，可得到CPE信號。
[0042]例如，以圖2中所示的所述OFDM基帶信號中的第k路子載波的第i路第n時刻的MSK信號進行編碼轉換為例，如圖2所示，所述;Kfy)通過CPE單元進行編碼轉換之後，將得到CPE信號^^和^'" 0[0043]其中，圖2中所示的0表示延遲T時刻輸出，?表示異或操作，#表示編碼轉換中的中間變量，且
【權利要求】
1.一種降低認知無線電帶外幹擾的方法，其特徵在於，該方法包括: 對OFDM基帶信號進行N重最小頻移鍵控匪SK編碼調製，得到調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號； 根據調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號和各認知頻段的幹擾消除要求，預先確定與各個加窗係數相對應的需關閉的子載波帶寬； 建立至少包括各認知頻段的幹擾消除要求、各加窗係數以及相對應的需關閉的子載波帶寬的幹擾消除關閉數據表； 當需退出所佔用的認知頻段時，根據該認知頻段的幹擾消除要求查詢所述幹擾消除關閉數據表，並選定相應的加窗係數； 根據所選定的加窗係數，關閉相應數目的子載波。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述對OFDM基帶信號進行匪SK編碼調製，得到調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號包括: 對OFDM基帶信號中的各個子載波信號進行WSK編碼調製，得到調製後的各個WSK單邊帶子載波信號； 根據調製後的各個匪SK單邊帶子載波信號，得到調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述對OFDM基帶信號中的各個子載波信號進行WSK編碼調製，得到調製後的各個WSK單邊帶子載波信號包括: 通過連續相位編碼CPE單元對OFDM基帶信號中的各個子載波信號進行編碼轉換，得到相應的CPE信號； 通過映射單元對所述CPE信號進行映射操作，得到相應的映射信號； 通過波形生成單元對所述映射信號進行波形生成操作，得到調製後的各個匪SK單邊帶子載波信號。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述映射信號和CPE信號之間的映射操作為:
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，調製後的第k路匪SK單邊帶子載波信號
6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於，調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號SoFDM-fflSK (SSB)(t)為:
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號SoFDM-fflSK (SSB)
(t)可進一步表示為:
8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，該方法還進一步包括: 接收端在接收到調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號之後，對該調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號進行解調，得到被調製前的OFDM基帶信號。
9.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號和各認知頻段的幹擾消除要求，預先確定與各個加窗係數相對應的需關閉的子載波帶寬包括: 對調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號進行時域加窗濾波； 根據時域加窗濾波結果以及各認知頻段的幹擾消除要求，確定與各個不同的加窗係數相對應的需關閉的子載波帶寬。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，進行時域加窗濾波時所使用的時域加窗濾波器為: 升餘弦窗、三角窗、漢寧窗、海明窗、布拉克曼窗或凱塞窗。
11.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述幹擾消除關閉數據表中還可以包括:R和Z ; 所述R為需關閉的子載波帶寬與認知頻段帶寬的帶寬比值； 所述Z為表示加窗係數與R的乘積的綜合係數。
12.根據權利要求11所述的方法，其特徵在於，當所述幹擾消除關閉數據表中滿足認知頻段幹擾消除要求的加窗係數有多個時，所述選定相應的加窗係數包括: 根據預設的選取條件選定其中的一個加窗係數。
13.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述預設的選取條件為:滿足認知頻段幹擾消除要求且數值最小的加窗係數。
14.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述預設的選取條件為: 滿足認知頻段幹擾消除要求且數值最小的帶寬比值R所對應的加窗係數。
15.根據權利要求12所述的方法，其特徵在於，所述預設的選取條件為: 滿足認知頻段幹擾消除要求且數值最小的綜合係數Z所對應的加窗係數。
16.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，當所佔用的認知頻段的授權用戶開始工作，且認知用戶設備已處於工作狀態時，則在查詢幹擾消除關閉數據表之前，該方法還進一步包括: 檢測所述認知頻段的範圍，確定幹擾頻段。
17.一種降低認知無線電帶外幹擾的裝置，其特徵在於，該裝置包括:信號調製模塊、帶寬確定模塊、資料庫模塊、係數選取模塊和執行模塊； 所述信號調製模塊，用於對OFDM基帶信號進行N重最小頻移鍵控匪SK編碼調製，得到調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號；將調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號發送給所述帶寬確定模塊； 所述帶寬確定模塊，用於根據調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號和各認知頻段的幹擾消除要求，預先確定與各個加窗係數相對應的需關閉的子載波帶寬；將各認知頻段的幹擾消除要求、各個加窗係數以及與各個加窗係數相對應的需關閉的子載波帶寬發送給所述資料庫豐吳塊； 所述資料庫模塊，用於建立並存儲至少包括各認知頻段的幹擾消除要求、加窗係數以及相對應的需關閉的子載波帶寬的幹擾消除關閉數據表； 所述係數選取模塊，用於當認知用戶設備需退出所佔用的認知頻段時，根據該認知頻段的幹擾消除要求查詢所述資料庫模塊中存儲的幹擾消除關閉數據表，並選定相應的加窗係數；將選定的加窗係數發送給所述執行模塊； 所述執行模塊，用於根據所選定的加窗係數，關閉相應數目的子載波。
18.根據權利要求17所述的裝置，其特徵在於，所述信號調製模塊進一步包括:第一調製子模塊和第二調製子模塊； 所述第一調製子模塊，用於對OFDM基帶信號中的各個子載波信號進行匪SK編碼調製，得到調製後的各個NMSK單邊帶子載波信號； 所述第二調製子模塊，用於根據調製後的各個匪SK單邊帶子載波信號，得到調製後的0FDM-NMSK單邊帶信號。
19.根據權利要求18所述的裝置，其特徵在於，所述第一調製子模塊還進一步包括:CPE單元、映射單元和波形生成單元； 所述CPE單元，用於對OFDM基帶信號中的各個子載波信號進行編碼轉換，得到相應的CPE信號；將所述CPE信號發送給所述映射單元； 所述映射單元，用於對接收到的CPE信號進行映射操作，得到相應的映射信號；將所述映射信號發送給所述波形生成單元； 所述波形生成單元，用於對接收到的映射信號進行波形生成操作，得到調製後的各個WSK單邊帶子載波信號。
20.根據權利要求17所述的裝置，其特徵在於，所述帶寬確定模塊還進一步包括:時域加窗子模塊和確定子模塊； 所述時域加窗子模塊，用於對調製後的OFDM-NMSK單邊帶信號進行時域加窗濾波，將時域加窗濾波結果發送給確定子模塊； 所述確定子模塊，用於根據時域加窗濾波結果以及各認知頻段的幹擾消除要求，確定與各個不同的加窗係數相對應的需關閉的子載波帶寬。
【文檔編號】H04L27/26GK103581092SQ201210280785
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年8月8日 優先權日:2012年8月8日
【發明者】翁瑋文 申請人:中國移動通信集團公司