無線區域網的全雙工接入節點的製作方法

2023-11-06 13:10:17

無線區域網的全雙工接入節點的製作方法
【專利摘要】本實用新型公布一種無線區域網的全雙工接入節點，包括天線、發射機和接收機，其中，發射機包括發射模擬域處理器、數模轉換器和發射數字域處理器；接收機包括接收模擬域處理器、模數轉換器和接收數字域處理器；天線包括同時同頻工作的發射天線和接收天線；同時，所述全雙工接入節點還包括一個或多個用於消除接收機自幹擾信號的自幹擾消除器。所述全雙工接入節點能夠同時同頻進行信號的收發，完全解決了無線區域網中接入節點處的上行與下行信道的碰撞問題，使得網絡性能大為提升；而且該全雙工接入節點能夠直接部署到現有的半雙工無線區域網中，易於部署，兼容性好，可廣泛應用。
【專利說明】無線區域網的全雙工接入節點

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種無線區域網的全雙工接入節點，屬於無線通信領域。

【背景技術】
[0002]無線通信系統的一項基本任務是建立和保持接入節點(Access Point，AP)和多個移動終端之間的通信鏈路，實現一點對多點通信雙向通信傳輸。
[0003]現有技術中，無線區域網中的通信節點(包括接入節點和無線終端)都通過載波偵聽多址方式進行隨機接入信道。在數據傳輸之前，通信節點需要先對無線信道進行偵聽，當無線信道被其他通信節點佔用時，該通信節點需要避讓；當無線信道空閒時，該通信節點接入信道進行數據傳輸。現有無線區域網中的這種隨機接入信道實際上是一個競爭信道，因此通信信令和通信數據都存在發生碰撞的可能性，這種碰撞將直接導致阻斷或破壞通信數據的後果。當通信節點的數目越多，無線區域網中的負載越高，通信信令和通信數據發生碰撞的概率越大，網絡的通信性能也越差。因此，解決現有無線區域網中上行鏈路和下行鏈路的碰撞問題，降低無線區域網中的碰撞概率，是提升網絡性能的關鍵。
[0004]現有無線區域網中，接入節點和無線終端均採用半雙工工作方式。在半雙工接入節點中，發射鏈路和接收鏈路共享一根天線，發射鏈路中的數字編碼和基帶調製、數模轉換和射頻調製、功率放大等，和接收鏈路中的自動增益控制、射頻解調和模數轉換、基帶解調和數字解碼等，共用一根天線，並對該天線進行時分復用。在採用半雙工工作方式的無線區域網中，每個通信節點在每個時刻只能進行信號發射或者接收，而不能同時進行信號發射和接收，這也是網絡性能低下的原因。因此，能夠同時進行信號收發的無線區域網接入節點，可解決現有無線區域網中上行鏈路和下行鏈路的碰撞問題，提升網絡性能。
實用新型內容
[0005]針對上述問題，本實用新型提供一種無線區域網的全雙工接入節點，包括天線、發射機和接收機，其中，發射機包括發射模擬域處理器、數模轉換器和發射數字域處理器；接收機包括接收模擬域處理器、模數轉換器和接收數字域處理器；天線包括同時同頻工作的發射天線和接收天線；同時，所述接入節點還包括一個或多個用於消除接收機自幹擾信號的自幹擾消除器。
[0006]在本實用新型的一個具體實例中，上述自幹擾消除器包括一個數字自幹擾消除器和一個模擬自幹擾消除器，其中，數字自幹擾消除器將發射機中數模轉換前的信號作為數字參考信號，用於消除接收機的數字自幹擾；模擬自幹擾消除器將發射機中數模轉換後的信號作為模擬參考信號，用於消除接收機的模擬自幹擾。
[0007]利用上述無線區域網的全雙工接入節點部署無線區域網時，無線區域網中的接入節點為本實用新型提供的無線區域網的全雙工接入節點，採用全雙工工作方式，在相同時間和頻率資源上能夠同時進行通信信號的發射和接收。該無線區域網的多個無線終端，包括手機或筆記本，仍採用現有的半雙工技術，採用半雙工工作方式。該無線區域網採用能夠同時進行信號收發的全雙工接入節點，可解決現有無線區域網中上行鏈路和下行鏈路的碰撞問題，提升網絡性能。
[0008]本實用新型提供的無線區域網的全雙工接入節點，可以直接部署到現有的半雙工無線區域網中，即只需要將半雙工的接入節點升級為全雙工的接入節點，網絡中的其他通信節點(即無線終端)不需要進行更新換代，無需修改無線區域網的無線終端的工作方式。因此，本實用新型提供的無線區域網的全雙工接入節點的通信技術方案可兼容傳統的終端通信協議，包括載波偵聽多址方式等，易於部署，可廣泛應用。
[0009]與現有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0010]本實用新型提供一種無線區域網的全雙工接入節點，該技術兼容載波偵聽多址方式等傳統的終端通信協議，在網絡部署時，只需要將現有無線區域網中的半雙工接入節點升級為本實用新型提供的全雙工接入節點便可實現，網絡中的其他通信節點(即無線終端)不需要進行更新換代，無需修改無線區域網的無線終端的工作方式，易於部署，可廣泛應用。由於本實用新型提供的無線區域網的全雙工接入節點能夠同時同頻進行信號的收發，完全解決了無線區域網中接入節點處的上行與下行信道的碰撞問題，使得網絡性能大為提升。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為半雙工接入節點的結構示意圖。
[0012]圖2為本實用新型提供的全雙工接入節點的結構示意圖。
[0013]圖3為利用本實用新型為接入節點的全雙工無線區域網系統的示意圖。
[0014]圖4為具體實施例的全雙工無線區域網系統的示意圖。

【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型進行進一步詳細描述，但不以任何方式限制本實用新型的範圍。
[0016]如圖1所示，現有技術中，無線區域網採用半雙工接入節點，現有技術提供的半雙工接入節點中，發射機(包括數字編碼和基帶調製等、數模轉換和射頻調製、功率放大等)和接收機(包括自動增益控制、射頻解調和模數轉換、基帶解調和數字解碼等)共享一根天線，並對該天線進行時分復用；在採用半雙工工作方式的無線區域網中，每個通信節點在每個時刻只能進行信號發射或者接收，而不能同時進行信號發射和接收。
[0017]本實用新型提供的無線區域網的全雙工接入節點的結構如圖2所示，包括天線、發射機和接收機，其中，發射機包括模擬域處理器、數模轉換器和數字域處理器；接收機包括模擬域處理器、模數轉換器和數字域處理器，天線包括同時同頻工作的發射天線和接收天線。上述全雙工無線區域網接入節點中，還包括一個數字自幹擾消除器和一個模擬自幹擾消除器，其中，數字自幹擾消除器將發射機中數模轉換前的信號作為數字參考信號，用於消除接收機的數字自幹擾；模擬自幹擾消除器將發射機中數模轉換後的信號作為模擬參考信號，用於消除接收機的模擬自幹擾。
[0018]上述無線區域網的全雙工接入節點可以直接部署到現有的半雙工無線區域網中，即只需要將半雙工無線區域網接入節點升級為全雙工無線區域網接入節點，網絡中的其他通信節點(即無線終端)不需要進行更新換代，無需修改無線區域網的無線終端的工作方式。圖3為利用本實用新型為接入節點的全雙工無線區域網系統的示意圖，全雙工無線區域網的接入節點為本實用新型提供的無線區域網的全雙工接入節點，無線終端為現有無線區域網的多個半雙工無線終端。
[0019]圖4為具體實施例的全雙工無線區域網系統的示意圖，該全雙工無線區域網中有三個通信節點，分別是無線區域網的全雙工接入節點、半雙工終端I和半雙工終端2。在本實施例中，全雙工接入節點有對半雙工終端I的下行數據傳輸需求，且半雙工終端2有對全雙工接入節點的上行數據傳輸需求；半雙工終端I和半雙工終端2距離較遠，雙方均無法接收到對方的信號。當檢測到信道空閒時，全雙工接入節點和半雙工終端2採用請求發送/清除發送協議進行隨機接入信道。在現有的半雙工無線區域網中，當半雙工接入節點和半雙工終端2同時發送請求需要發送RTS短幀時，將會發生上行信道和下行信道的碰撞。
[0020]本實施例採用本實用新型提供的無線區域網全雙工接入節點，當全雙工接入節點和半雙工終端2同時發送RTS短幀時，由於全雙工接入節點可以同時同頻進行信號收發，且已消除自身由於發送RTS造成的全雙工幹擾，因此全雙工接入節點可以在向半雙工終端I發送RTS短幀的同時接收來自半雙工終端2的RTS短幀。半雙工終端I接收到全雙工接入節點的RTS短幀之後，發送清除發送CTS短幀進行應答。與此同時，已經消除自身由於發送CTS造成的全雙工幹擾的全雙工接入節點能夠發送CTS短幀對半雙工終端I進行應答。由此，本實施例採用已經消除數據傳輸時的全雙工幹擾的全雙工接入節點，使得全雙工接入節點到半雙工終端I的下行鏈路，和半雙工終端2到全雙工接入節點的上行鏈路同時被建立，實現同時同頻進行上下行鏈路的數據傳輸。
[0021]最後需要注意的是，公布實施方式的目的在於幫助進一步理解本實用新型，但是本領域的技術人員可以理解:在不脫離本實用新型及所附的權利要求的精神和範圍內，各種替換和修改都是可能的。因此，本實用新型不應局限於實施例所公開的內容，本實用新型要求保護的範圍以權利要求書界定的範圍為準。
【權利要求】
1.一種無線區域網的全雙工接入節點，包括天線、發射機和接收機，所述發射機包括發射模擬域處理器、數模轉換器和發射數字域處理器，所述接收機包括接收模擬域處理器、模數轉換器和接收數字域處理器，其特徵是，所述天線包括同時同頻工作的發射天線和接收天線；同時，所述接入節點還包括一個或多個用於消除接收機自幹擾信號的自幹擾消除器。
2.如權利要求1所述無線區域網的全雙工接入節點，其特徵是，所述自幹擾消除器包括一個數字自幹擾消除器和一個模擬自幹擾消除器，其中:數字自幹擾消除器將發射機中數模轉換前的信號作為數字參考信號，用於消除接收機的數字自幹擾；模擬自幹擾消除器將發射機中數模轉換後的信號作為模擬參考信號，用於消除接收機的模擬自幹擾。
3.利用權利要求1所述無線區域網的全雙工接入節點部署的無線區域網，其特徵是，所述無線區域網包括一個接入節點和多個無線終端，所述接入節點為權利要求1所述的無線區域網的全雙工接入節點；所述多個無線終端全部為半雙工無線終端。
【文檔編號】H04B1/38GK203951468SQ201420016336
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年1月10日 優先權日:2014年1月10日
【發明者】謝麟振, 焦秉立, 崔宏宇, 馬猛 申請人:北京大學