收发信机系统架构的制作方法

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种收发信机系统架构。

背景技术：

目前的移动通信系统主要通过移动通信网络实现终端用户相互间或移动网络与终端用户间的信息交互，例如语音业务和数据业务等，属于传统移动通信网络系统，还不具备类似雷达通信系统的周边电磁环境感知能力。

随着自动驾驶、车联网、企业无线垂直应用等新兴业务的提出，对移动通信系统的环境感知能力的需求日趋紧迫，移动通信系统不但需要实现传统的语音和数据业务，还需要能够实时监测和建模基站及终端所在位置的电磁环境，并在移动通信网络内实时共享，达到高效和准确的环境跟踪。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种收发信机系统架构，以使移动通信系统在进行正常通信业务的同时，有效支撑基站和终端对周边环境做实时监测和准确建模，从而增强并优化通信系统的性能，并可有效拓展移动通信新业务。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种收发信机系统架构，包括天线阵列模块、收发信机通道阵列模块以及数字域后端处理模块，所述收发信机通道阵列模块分别与所述天线阵列模块和数字域后端处理模块进行通信。

其中，收发信机通道阵列模块包括环境感知单元，所述环境感知单元包括通信发射机阵列和反射接收机阵列，所述通信发射机阵列和反射接收机阵列工作在同一射频频点，以全双工模式工作，且所述通信发射机阵列向外发射信号经外部环境反射形成反射波信号，所述反射接收机阵列实时接收所述反射波信号，并将所述反射波信号传输至所述数字域后端处理模块进行分析、处理，以获取外部环境的电磁模型。

作为本申请的一种优选的实施方式，所述反射接收机阵列为宽带接收机。

作为本申请的一种优选的实施方式，所述天线阵列模块包括多个天线阵元及天线接口，多个天线阵元通过所述天线接口与所述收发信机通道阵列模块连接。

具体地，所述天线接口包括射频开关切换矩阵和/或多路分合路器。

作为本申请的一种优选的实施方式，所述收发信机通道阵列模块还包括通信收发信机单元，所述通信收发信机单元包括通信接收机阵列和所述通信发射机阵列，所述通信接收机阵列和所述通信发射机阵列通过所述天线接口连接多个天线阵元。

具体地，所述通信收发信机单元中的通信接收机阵列和通信发射机阵列，按照tdd或fdd或全双工模式工作，以实现语音业务和数据业务。

作为本申请的一种优选的实施方式，所述收发信机通道阵列模块还包括中频数字域运算处理单元及基带数字域运算处理单元，所述中频数字域运算处理单元分别连接所述通信收发信机单元和环境感知单元，所述基带数字域运算处理单元分别连接所述中频数字域运算处理单元及数字域后端处理模块；

所述中频数字域运算处理单元及基带数字域运算处理单元用于完成上下行链路收发信号的数字域处理及实现上下行数字域数据传输。

其中，所述数字域处理包括数字域上下变频、调制解调、物理层协议帧处理及dpd/cfr处理。

作为本申请的一种优选的实施方式，所述中频数字域运算处理单元及基带数字域运算处理单元采用云化架构或专用处理器架构。

作为本申请的一种优选的实施方式，所述数字域后端处理模块用于在数字域实现移动通信系统网络侧高层协议处理功能，采用云化架构或专用处理器架构。

实施本发明实施例，收发信机通道阵列模块包括环境感知单元，环境感知单元包括通信发射机阵列和反射接收机阵列，通信发射机阵列和反射接收机阵列工作在同一射频频点，以全双工模式工作，且通信发射机阵列向外发射信号经外部环境反射形成反射波信号，反射接收机阵列实时接收反射波信号，并将所述反射波信息传输至所述数字域后端处理模块进行分析、处理，以获取外部环境的电磁模型；通过上述技术方案，可以使移动通信系统在进行正常通信业务的同时，有效支撑基站和终端对周边环境做实时监测和准确建模，从而增强并优化了通信系统的性能，并可有效拓展移动通信新业务。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明实施例提供的收发信机系统架构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

需要说明的是，下述实施例仅是以移动通信作为具体应用场景描述本发明所提供的收发信机系统架构。但本发明的收发信机系统架构不仅限于应用于移动通信场景，只要涉及无线通信的应用场景均适用。且，本发明实施例所提供的收发信机系统架构本质上是通信收发信机和雷达收发信机的结合与统一，从应用和功能上看，是两者的合二为一。

请参考图1，是本发明实施例提供的收发信机系统架构。如图所示，该收发信机系统架构包括天线阵列模块、收发信机通道阵列模块以及数字域后端处理模块，收发信机通道阵列模块分别与天线阵列模块和数字域后端处理模块进行通信。

具体地，如图所示，天线阵列模块包括1～n个天线阵元和一个天线接口，多个天线阵元通过该天线接口与收发信机通道阵列相连接。其中，该天线接口可以是射频切换开关矩阵，或多路分合路器，或直通链路，或其他连接模式，或其组合模式，用于保证天线阵列模块与收发信机通道阵列模块的可靠连接。

需要说明的是，天线接口不仅限于一个，实际应用是也可以是多个，且在分布式场景下，这些接口也不局限在同一地域。例如，(1)集中式场景下：所有天线阵元处于同一天面，为简便起见，可以使用一个天线接口，将天线阵与后端的收发通道关联起来；(2)在分布式场景下：此时天线阵的各阵元或阵元模块可以使分布式安装，也可以不在同一天面或同一地域，这时天线阵不一定非要通过同一个接口与后端收发通道关联，也可以是多个并列的接口或很多个各种各样的接口，只要能关联天线模块和收发通道即可。

进一步地，射频切换开关矩阵和分合路器仅是天线接口典型的实现方案，但不仅限于此，也可能是其他实现方案，比如直通及有源天线中的完全集成，只要能实现天线和收发通道之间的信号传输即可。

具体地，如图所示，收发信机通道阵列模块包括通信收发信机单元、环境感知单元、中频数字域运算处理单元及基带数字域运算处理单元。通信收发信机单元由通信接收机阵列和通信发射机阵列组成，用于常规移动通信系统的上下行信号处理功能，此处的阵列可以是1～n个通道。进一步地，通信收发信机单元中的通信接收机阵列和通信发射机阵列，按照tdd或fdd或全双工模式工作，用于实现常规移动通信功能(语音业务和数据业务等)。

进一步地，环境感知单元包括通信发射机阵列和反射接收机阵列，通信发射机阵列和反射接收机阵列工作在同一射频频点，以全双工模式工作，且通信发射机阵列向外发射信号经外部(周围)环境反射形成反射波信号，反射接收机阵列实时接收反射波信号，并将反射波信号传输至数字域后端处理模块进行分析、处理，以获取外部(周围)环境的电磁模型，类似探测雷达的工作模式。即，环境感知单元和通信收发机单元共享通信发射机阵列，阵列可以是1～n个通道。

需要说明的是，在本实施例中，由环境感知单元做前端硬件支撑。在正常工作期间，通信发射机阵列发射正常的通信信号，反射接收机阵列接收发射信号遇到周围障碍物后的反射波信号，其射频接收频点与发射信号相同，接收信号送后端做数字域处理，估计周边环境并建模；此处的反射接收机阵列是宽带接收机，其工作频带超出正常通信系统工作频带，除接收正常通信发射信号外，可以被动接收更大范围的电磁信号。在感知工作期间(此时，正常通信业务没有开通或间歇或业务稀少等等)，通信发射机阵列发射宽带监测信号(或扫频信号，类似雷达系统)，发射接收机阵列通过接收和分析反射信号，获取并建立周边环境模型。

进一步地，中频数字域运算处理单元分别连接通信收发信机单元和环境感知单元，基带数字域运算处理单元分别连接中频数字域运算处理单元及数字域后端处理模块；

中频数字域运算处理单元及基带数字域运算处理单元用于完成上下行链路收发信号的数字域处理及实现上下行数字域数据传输。

上述数字域处理包括数字域上下变频、调制解调、物理层协议帧处理及dpd/cfr处理等等。

即，本实施例中，通过中频数字域运算处理单元及基带数字域运算处理单元实现感知数据的处理与共享。中频数字域运算处理单元及基带数字域运算处理单元可以是云化计算网络，也可以是专用数字处理器。上述两个单元主要实现正常的通信业务及感知数据处理两大功能。在云化计算网络的支撑下，可以快速实现感知信息在通信网络内的共享。感知数据的处理可以由不同的算法实现，比如雷达目标模式识别、ai估计及检测等。

进一步地，数字域后端处理模块用于在数字域实现移动通信系统网络侧高层协议处理功能，采用云化架构或专用处理器架构。

实施本发明实施例，收发信机通道阵列模块包括环境感知单元，环境感知单元包括通信发射机阵列和反射接收机阵列，通信发射机阵列和反射接收机阵列工作在同一射频频点，以全双工模式工作，且通信发射机阵列向外发射信号经外部环境反射形成反射波信号，反射接收机阵列实时接收反射波信号，并将所述反射波信息传输至所述数字域后端处理模块进行分析、处理，以获取外部环境的电磁模型；通过上述技术方案，可以使移动通信系统在进行正常通信业务的同时，有效支撑基站和终端对周边环境做实时监测和准确建模，从而增强并优化了通信系统的性能，并可有效拓展移动通信新业务。

进一步地，本发明实施例的有益效果主要包括：

(1)在自动驾驶和车联网场景下，可以实时感知近距离的或大范围的路况信息，并可在通信网络范围内实时共享，使出行便利、舒适和安全。

(2)在物联网和无线工厂等垂直应用场景下，可实时自动监测周边环境的变化，有效支撑智能决策。

(3)该架构可将移动通信网络和雷达探测网络合二为一，兼具两者的功能，在全网系统成本降低的同时，提升两者的系统性能。

(4)可实现基站和终端周边电磁环境的自动监测，在此基础上，一方面可以规避干扰源和噪声源，提升通信系统的信噪比性能；另一方面，通过周边环境的感知，优化网规设计。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。