一种降低认知无线电带外干扰的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种降低认知无线电带外干扰的方法和装置。其中的方法包括：对OFDM基带信号进行NMSK编码调制，得到调制后的OFDM-NMSK单边带信号；根据调制后的OFDM-NMSK单边带信号和各认知频段的干扰消除要求，预先确定与各个加窗系数相对应的需关闭的子载波带宽；建立至少包括各认知频段的干扰消除要求、各加窗系数以及相对应的需关闭的子载波带宽的干扰消除关闭数据表；当需退出所占用的认知频段时，根据该认知频段的干扰消除要求查询所述干扰消除关闭数据表，并选定相应的加窗系数；根据所选定的加窗系数，关闭相应数目的子载波。应用本发明可以在有效降低认知无线电带外干扰的同时提升系统性能。
【专利说明】一种降低认知无线电带外干扰的方法和装置
【技术领域】
[0001]本申请涉及移动通信【技术领域】，尤其涉及一种降低认知无线电带外干扰的方法和
>J-U装直。
【背景技术】
[0002]在传统的无线通信【技术领域】中，频谱分配制度为固定频谱分配。为避免不同系统间的干扰，无线电管理部门对无线电频谱资源进行统一的管理，通过给不同系统颁发无线电频谱使用牌照的形式来为各个系统分配特定的频段，从而将频谱分为授权频段和非授权频段两个部分，授权频段一般只被相应的授权用户(LU, License User)使用，而不会被其他非授权用户使用。
[0003]但是，近年来随着无线通信业务的飞速发展，频谱资源也变得越来越紧缺，因此频谱资源的稀缺已经成为制约无线通信未来发展的主要瓶颈之一。传统的固定无线电频谱分配的方式虽然避免了不同系统间的干扰，但对频谱资源利用状况的测量结果表面，授权用户对其授权频谱的实际利用率一般都很低，大量授权的无线频谱处于被闲置或者利用率极低的状态。
[0004]为了提高授权频谱的实际利用率以缓解频谱资源日益紧张的局面，认知无线电(CR, Cognitive Radio)技术受到了越来越广泛的关注。认知无线电技术的基本思想是先通过无线频谱感知获知各个授权用户的空闲频谱资源，然后在不影响授权用户正常通信的前提下，未被授权的用户，即认知用户(⑶,Cognitive User)设备可利用上述空闲的授权频谱资源进行通信，上述被CU设备利用的空闲的授权频谱资源可称之为认知频段。
[0005]在现有的正交频分复用(OFDM)认知系统中，当认知系统在其占用的窄带授权频段(即认知频段)上侦测到窄带授权业务的存在，即该频段的授权用户需要或正在使用该窄带授权频段传输窄带授权业务时，为了不影响该授权用户的正常通信，OFDM认知系统将关闭在该窄带授权频段上工作的相应子载波。然而，若仅关闭在该窄带授权频段上工作的相应子载波，则由于OFDM认知系统中的各子载波的功率谱带外衰减比较缓慢，因此该窄带授权频段两侧的相邻子载波在此窄带授权频段上所产生的泄露功率依然较强，从而仍然容易对授权用户的正常通信造成严重干扰。
[0006]现有技术中一般可通过下述的两种方法来降低认知无线电的带外干扰:
[0007]第一种方法:时域加窗滤波方法。在该方法中，将在OFDM基带信号的输出端增加一个窗滤波器(例如，余弦窗、汉明窗等)，从而抑制授权频段两侧的子载波的带外干扰。
[0008]第二种方法:频域主动干扰消除(AIC)方法。在该方法中，将在被关闭的子载波两侧插入AIC子载波，利用最小均方方法使子载波的带外功率泄露最小化，最终达到最小化带外功率的目的。
[0009]然而，在上述的第一种方法中，虽然通过窗滤波器可以抑制带外干扰，但增加窗滤波器的同时也将展宽信号，因此为了满足授权频段干扰消除要求，所关闭的子载波带宽仍然较大。另外，由于信号的展宽，为了保证原有的传输效率不变，则还必然需要减小保护间隔长度，因而有可能导致子载波的正交性被破坏，带来载波间干扰(ICI)和符号间干扰(ISI)，从而造成认知系统性能下降。
[0010]而在上述的第二种方法中，虽能可以有效抑制带外干扰，但是为了获取两侧插入AIC子载波上的权值，需要进行大量的矩阵运算，从而将给认知系统带来极大的负担，降低系统的性能。
[0011]综上可知，由于现有技术中的降低认知无线电带外干扰的方法具有如上所述的缺点，因此如何在有效降低认知无线电带外干扰的同时提升系统性能，是本领域中亟需解决的问题。
【发明内容】
[0012]有鉴于此，本发明提供了一种降低认知无线电带外干扰的方法和装置，从而可以在有效降低认知无线电带外干扰的同时提升系统性能。
[0013]本发明的技术方案具体是这样实现的:
[0014]一种降低认知无线电带外干扰的方法，该方法包括:
[0015]对OFDM基带信号进行N重最小频移键控匪SK编码调制，得到调制后的0FDM-NMSK单边带信号；
[0016]根据调制后的0FDM-NMSK单边带信号和各认知频段的干扰消除要求，预先确定与各个加窗系数相对应的需关闭的子载波带宽；
[0017]建立至少包括各认知频段的干扰消除要求、各加窗系数以及相对应的需关闭的子载波带宽的干扰消除关闭数据表；
[0018]当需退出所占用的认知频段时，根据该认知频段的干扰消除要求查询所述干扰消除关闭数据表，并选定相应的加窗系数；
[0019]根据所选定的加窗系数，关闭相应数目的子载波。
[0020]本发明还提供了一种降低认知无线电带外干扰的装置，该装置包括:信号调制模块、带宽确定模块、数据库模块、系数选取模块和执行模块；
[0021]所述信号调制模块，用于对OFDM基带信号进行N重最小频移键控匪SK编码调制，得到调制后的0FDM-NMSK单边带信号；将调制后的0FDM-NMSK单边带信号发送给所述带宽确定模块；
[0022]所述带宽确定模块，用于根据调制后的0FDM-NMSK单边带信号和各认知频段的干扰消除要求，预先确定与各个加窗系数相对应的需关闭的子载波带宽；将各认知频段的干扰消除要求、各个加窗系数以及与各个加窗系数相对应的需关闭的子载波带宽发送给所述数据库模块；
[0023]所述数据库模块，用于建立并存储至少包括各认知频段的干扰消除要求、加窗系数以及相对应的需关闭的子载波带宽的干扰消除关闭数据表；
[0024]所述系数选取模块，用于当认知用户设备需退出所占用的认知频段时，根据该认知频段的干扰消除要求查询所述数据库模块中存储的干扰消除关闭数据表，并选定相应的加窗系数；将选定的加窗系数发送给所述执行模块；
[0025]所述执行模块，用于根据所选定的加窗系数，关闭相应数目的子载波。
[0026]由上述技术方案可见，本发明由于可对OFDM基带信号进行匪SK编码调制，得到调制后的OFDM-NMSK (SSB)信号，并预先建立至少包括各认知频段的干扰消除要求、加窗系数以及相对应的需关闭的子载波带宽的干扰消除关闭数据表，然后根据认知频段的干扰消除要求查询干扰消除关闭数据表以选定加窗系数，再根据所选定的加窗系数，关闭相应数目的子载波，因而可以将匪SK编码调制方法与时域加窗方法相结合，从而可在有效降低认知无线电带外干扰的同时提升系统性能。【专利附图】
【附图说明】
[0027]图1为本发明实施例中的降低认知无线电带外干扰的方法的流程图。
[0028]图2为本发明实施例中的匪SK编码调制装置的示意图。
[0029]图3为本发明实施例中的匪SK解码装置的示意图。
[0030]图4为本发明实施例中的仿真结果示意图。
[0031]图5是本发明实施例中的降低认知无线电带外干扰的装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0032]为使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明作进一步详细的说明。
[0033]图1为本发明实施例中的降低认知无线电带外干扰的方法的流程图。
[0034]如图1所示，本发明实施例中的降低认知无线电带外干扰的方法包括如下所述步骤:
[0035]步骤101，对OFDM基带信号进行N重最小频移键控(匪SK)编码调制，得到调制后的0FDM-NMSK单边带(SSB)信号。
[0036]在本步骤中，为了有效地增大各个子载波信号的带外衰减，将对OFDM基带信号进行匪SK编码调制，得到调制后的OFDM-NMSK (SSB)信号。
[0037]在本发明的具体实施例中，可以使用多种方法对OFDM基带信号进行匪SK编码调制，以下将以其中的一种调制方法为例进行详细的介绍。
[0038]例如，图2为本发明实施例中的匪SK编码调制装置的示意图。如图2所示，在本发明的具体实施例中，所述NMSK编码调制装置包括:连续相位编码(CPE)单元21、映射单元22和波形生成单元23。因此，通过上述匪SK编码调制装置，可先对OFDM基带信号中的各个子载波信号进行WSK编码调制，得到调制后的各个WSK (SSB)子载波信号，然后再根据调制后的各个匪SK (SSB)子载波信号，最终得到调制后的OFDM-NMSK (SSB)信号。
[0039]较佳的，在本发明的具体实施例中，上述的步骤101可通过如下所述的步骤来实现:
[0040]步骤1011，通过CPE单元对OFDM基带信号中的各个子载波信号进行编码转换，得到相应的CPE信号。
[0041 ] 在本步骤中，所述OFDM基带信号通过CPE单元进行编码转换后，可得到CPE信号。
[0042]例如，以图2中所示的所述OFDM基带信号中的第k路子载波的第i路第n时刻的MSK信号进行编码转换为例，如图2所示，所述;Kfy)通过CPE单元进行编码转换之后，将得到CPE信号^^和^'" 0[0043]其中，图2中所示的0表示延迟T时刻输出，?表示异或操作，#表示编码转换中的中间变量，且
【权利要求】
1.一种降低认知无线电带外干扰的方法，其特征在于，该方法包括: 对OFDM基带信号进行N重最小频移键控匪SK编码调制，得到调制后的0FDM-NMSK单边带信号； 根据调制后的0FDM-NMSK单边带信号和各认知频段的干扰消除要求，预先确定与各个加窗系数相对应的需关闭的子载波带宽； 建立至少包括各认知频段的干扰消除要求、各加窗系数以及相对应的需关闭的子载波带宽的干扰消除关闭数据表； 当需退出所占用的认知频段时，根据该认知频段的干扰消除要求查询所述干扰消除关闭数据表，并选定相应的加窗系数； 根据所选定的加窗系数，关闭相应数目的子载波。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对OFDM基带信号进行匪SK编码调制，得到调制后的0FDM-NMSK单边带信号包括: 对OFDM基带信号中的各个子载波信号进行WSK编码调制，得到调制后的各个WSK单边带子载波信号； 根据调制后的各个匪SK单边带子载波信号，得到调制后的0FDM-NMSK单边带信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对OFDM基带信号中的各个子载波信号进行WSK编码调制，得到调制后的各个WSK单边带子载波信号包括: 通过连续相位编码CPE单元对OFDM基带信号中的各个子载波信号进行编码转换，得到相应的CPE信号； 通过映射单元对所述CPE信号进行映射操作，得到相应的映射信号； 通过波形生成单元对所述映射信号进行波形生成操作，得到调制后的各个匪SK单边带子载波信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述映射信号和CPE信号之间的映射操作为:
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，调制后的第k路匪SK单边带子载波信号
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，调制后的0FDM-NMSK单边带信号SoFDM-fflSK (SSB)(t)为:
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，调制后的0FDM-NMSK单边带信号SoFDM-fflSK (SSB)
(t)可进一步表示为:
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法还进一步包括: 接收端在接收到调制后的0FDM-NMSK单边带信号之后，对该调制后的0FDM-NMSK单边带信号进行解调，得到被调制前的OFDM基带信号。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据调制后的0FDM-NMSK单边带信号和各认知频段的干扰消除要求，预先确定与各个加窗系数相对应的需关闭的子载波带宽包括: 对调制后的0FDM-NMSK单边带信号进行时域加窗滤波； 根据时域加窗滤波结果以及各认知频段的干扰消除要求，确定与各个不同的加窗系数相对应的需关闭的子载波带宽。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，进行时域加窗滤波时所使用的时域加窗滤波器为: 升余弦窗、三角窗、汉宁窗、海明窗、布拉克曼窗或凯塞窗。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干扰消除关闭数据表中还可以包括:R和Z ; 所述R为需关闭的子载波带宽与认知频段带宽的带宽比值； 所述Z为表示加窗系数与R的乘积的综合系数。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，当所述干扰消除关闭数据表中满足认知频段干扰消除要求的加窗系数有多个时，所述选定相应的加窗系数包括: 根据预设的选取条件选定其中的一个加窗系数。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述预设的选取条件为:满足认知频段干扰消除要求且数值最小的加窗系数。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述预设的选取条件为: 满足认知频段干扰消除要求且数值最小的带宽比值R所对应的加窗系数。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述预设的选取条件为: 满足认知频段干扰消除要求且数值最小的综合系数Z所对应的加窗系数。
16.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所占用的认知频段的授权用户开始工作，且认知用户设备已处于工作状态时，则在查询干扰消除关闭数据表之前，该方法还进一步包括: 检测所述认知频段的范围，确定干扰频段。
17.一种降低认知无线电带外干扰的装置，其特征在于，该装置包括:信号调制模块、带宽确定模块、数据库模块、系数选取模块和执行模块； 所述信号调制模块，用于对OFDM基带信号进行N重最小频移键控匪SK编码调制，得到调制后的0FDM-NMSK单边带信号；将调制后的0FDM-NMSK单边带信号发送给所述带宽确定模块； 所述带宽确定模块，用于根据调制后的0FDM-NMSK单边带信号和各认知频段的干扰消除要求，预先确定与各个加窗系数相对应的需关闭的子载波带宽；将各认知频段的干扰消除要求、各个加窗系数以及与各个加窗系数相对应的需关闭的子载波带宽发送给所述数据库丰吴块； 所述数据库模块，用于建立并存储至少包括各认知频段的干扰消除要求、加窗系数以及相对应的需关闭的子载波带宽的干扰消除关闭数据表； 所述系数选取模块，用于当认知用户设备需退出所占用的认知频段时，根据该认知频段的干扰消除要求查询所述数据库模块中存储的干扰消除关闭数据表，并选定相应的加窗系数；将选定的加窗系数发送给所述执行模块； 所述执行模块，用于根据所选定的加窗系数，关闭相应数目的子载波。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述信号调制模块进一步包括:第一调制子模块和第二调制子模块； 所述第一调制子模块，用于对OFDM基带信号中的各个子载波信号进行匪SK编码调制，得到调制后的各个NMSK单边带子载波信号； 所述第二调制子模块，用于根据调制后的各个匪SK单边带子载波信号，得到调制后的0FDM-NMSK单边带信号。
19.根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述第一调制子模块还进一步包括:CPE单元、映射单元和波形生成单元； 所述CPE单元，用于对OFDM基带信号中的各个子载波信号进行编码转换，得到相应的CPE信号；将所述CPE信号发送给所述映射单元； 所述映射单元，用于对接收到的CPE信号进行映射操作，得到相应的映射信号；将所述映射信号发送给所述波形生成单元； 所述波形生成单元，用于对接收到的映射信号进行波形生成操作，得到调制后的各个WSK单边带子载波信号。
20.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述带宽确定模块还进一步包括:时域加窗子模块和确定子模块； 所述时域加窗子模块，用于对调制后的OFDM-NMSK单边带信号进行时域加窗滤波，将时域加窗滤波结果发送给确定子模块； 所述确定子模块，用于根据时域加窗滤波结果以及各认知频段的干扰消除要求，确定与各个不同的加窗系数相对应的需关闭的子载波带宽。
【文档编号】H04L27/26GK103581092SQ201210280785
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年8月8日 优先权日:2012年8月8日
【发明者】翁玮文 申请人:中国移动通信集团公司