多用户混合式频谱共享系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种多用户混合式频谱共享系统，由中心节点、主用户和至少一个认知用户组成；中心节点与主用户无线连接，中心节点和各个认知用户无线连接。认知用户主要由认知中心单元、以及与认知中心单元相连的认知感知接收机、认知收发信机和通信单元组成。本实用新型专利技术能够保证主用户的通信质量的前提下，最优化认知用户的中断概率，最终提高系统频谱利用率和系统容量。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于无线通信
，具体涉及一种多用户混合式频谱共享系统。
技术介绍
频谱共享是认知无线电重要技术之一，是认知用户在不干扰主用户的情况下与主用户共享授权频段。目前有共存式频谱共享(Underlay)和机会式频谱共享(Overlay)。Underlay模式即是认知用户感知到主用户存在的情况下与主用户共享频段。Overlay模式即是认知用户感知到频段空闲的情况下利用接入频段。然而，在当前认知无线电的频谱共享的研宄中，基本只单独对underlay方式和overlay方式进行研宄。在underlay模式下，由于认知用户只能以很小的发射功率进行传输，因而只能近距离通信；而在overlay模式下，由于认知用户只能在频谱空洞时使用频谱，因而无法充分利用频段。由此可见，单独使用underlay模式和overlay模式难以保证授权频段可以被实时利用，频谱利用率低。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种多用户混合式频谱共享系统，其能够保证主用户的通信质量的前提下，最优化认知用户的中断概率，最终提高系统频谱利用率和系统容量。为解决上述问题，本技术是通过以下技术方案实现的:多用户混合式频谱共享系统，由中心节点、主用户和至少一个认知用户组成；中心节点与主用户无线连接，中心节点和各个认知用户无线连接。认知用户主要由认知中心单元、以及与认知中心单元相连的认知感知接收机、认知收发信机和通信单元组成。通信单元与中心节点相连。认知感知接收机包括感知天线、感知射频前端模块、感知AD转换模块、感知数字带通滤波模块和感知基带处理模块；感知天线经感知射频前端模块与感知AD转换模块的输入端相连，感知AD转换模块的输出端经感知数字带通滤波模块与感知基带处理模块相连；感知基带处理模块和感知射频前端模块与认知中心单元连接。认知收发信机包括收发天线、双工器、射频接收前端模块、接收AD转换模块、接收数字带通滤波模块、射频发射前端模块、发射AD转换模块、发射数字带通滤波模块和收发基带处理模块；收发天线经双工器分别连接射频接收前端模块的输入端和射频发射前端模块的输出端；射频接收前端模块的输出端经接收AD转换模块与接收数字带通滤波模块的输入端相连，接收数字带通滤波模块的输出端连接收发基带处理模块；收发基带处理模块连接发射数字带通滤波模块的输入端，发射数字带通滤波模块的输出端经发射AD转换模块与射频发射前端模块的输入端相连；收发基带处理模块、射频发射前端模块和射频接收前端模块与认知中心单元连接。所述通信单元为wifi单元。与现有技术相比，本技术通过改进系统特别是认知用户的结构来提高频谱利用率，即通过认知感知接收机感知授权频段是否被主用户占用，并将感知结果经认知中心单元及其通信单元发送至中心节点，中心节点确定认知用户的接入方式，并反馈回认知中心单元。认知中心单元在感知频段空闲时，则控制认知收发信机采用Overlay方式接入频段；若感知到主用户存在，则控制认知收发信机采用Underlay方式接入频段。这样不仅可以保证授权频段可以被实时利用，增大了频谱利用率，且能够实现多单个或多个主用户与多个认知用户共享多个频谱。【附图说明】图1是多用户混合式频谱共享系统的模型图。图2是图1中认知用户的原理框图。图3是图2中认知感知接收机的原理框图。图4是图2中认知发信机的原理框图。【具体实施方式】多用户混合式频谱共享系统，如图1所示，由中心节点、主用户和至少一个认知用户组成。认知用户，如图2所示，主要由认知中心单元、以及与认知中心单元相连的认知感知接收机、认知收发信机和通信单元组成。通信单元与中心节点相连。在本实施例中，所述通信单元选用无需授权的通信单元，如wifi通信单元等。认知感知接收机包括感知天线、感知射频前端模块、感知AD转换模块、感知数字带通滤波模块和感知基带处理模块。感知天线经感知射频前端模块与感知AD转换模块的输入端相连，感知AD转换模块的输出端经感知数字带通滤波模块与感知基带处理模块相连。感知基带处理模块和感知射频前端模块与认知中心单元连接。参见图3。认知收发信机包括收发天线、双工器、射频接收前端模块、接收AD转换模块、接收数字带通滤波模块、射频发射前端模块、发射AD转换模块、发射数字带通滤波模块和收发基带处理模块。收发天线经双工器分别连接射频接收前端模块的输入端和射频发射前端模块的输出端。射频接收前端模块的输出端经接收AD转换模块与接收数字带通滤波模块的输入端相连，接收数字带通滤波模块的输出端连接收发基带处理模块。收发基带处理模块连接发射数字带通滤波模块的输入端，发射数字带通滤波模块的输出端经发射AD转换模块与射频发射前端模块的输入端相连。收发基带处理模块、射频发射前端模块和射频接收前端模块与认知中心单元连接。参见图4。通过认知感知接收机感知授权频段是否被主用户占用，并将感知结果经认知中心单元及其通信单元发送至中心节点，中心节点确定认知用户的接入方式，并反馈回认知中心单元。认知中心单元在感知频段空闲时，则控制认知收发信机采用Overlay方式接入频段；若感知到主用户存在，则控制认知收发信机采用Underlay方式接入频段。【主权项】1.多用户混合式频谱共享系统，其特征是，由中心节点、主用户和至少一个认知用户组成；中心节点与主用户无线连接，中心节点和各个认知用户无线连接； 认知用户主要由认知中心单元、以及与认知中心单元相连的认知感知接收机、认知收发信机和通信单元组成；通信单元与中心节点相连； 认知感知接收机包括感知天线、感知射频前端模块、感知AD转换模块、感知数字带通滤波模块和感知基带处理模块；感知天线经感知射频前端模块与感知AD转换模块的输入端相连，感知AD转换模块的输出端经感知数字带通滤波模块与感知基带处理模块相连；感知基带处理模块和感知射频前端模块与认知中心单元连接； 认知收发信机包括收发天线、双工器、射频接收前端模块、接收AD转换模块、接收数字带通滤波模块、射频发射前端模块、发射AD转换模块、发射数字带通滤波模块和收发基带处理模块；收发天线经双工器分别连接射频接收前端模块的输入端和射频发射前端模块的输出端；射频接收前端模块的输出端经接收AD转换模块与接收数字带通滤波模块的输入端相连，接收数字带通滤波模块的输出端连接收发基带处理模块；收发基带处理模块连接发射数字带通滤波模块的输入端，发射数字带通滤波模块的输出端经发射AD转换模块与射频发射前端模块的输入端相连；收发基带处理模块、射频发射前端模块和射频接收前端模块与认知中心单元连接。2.根据权利要求1所述的多用户混合式频谱共享系统，其特征是，所述通信单元为wifi单元。【专利摘要】本技术公开一种多用户混合式频谱共享系统，由中心节点、主用户和至少一个认知用户组成；中心节点与主用户无线连接，中心节点和各个认知用户无线连接。认知用户主要由认知中心单元、以及与认知中心单元相连的认知感知接收机、认知收发信机和通信单元组成。本技术能够保证主用户的通信质量的前提下，最优化认知用户的中断概率，最终提高系统频谱利用率和系统容量。【IPC分类】H04W72-08, H04W16-10【公开号】CN204316752【申请号】CN201520034872【专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
多用户混合式频谱共享系统，其特征是，由中心节点、主用户和至少一个认知用户组成；中心节点与主用户无线连接，中心节点和各个认知用户无线连接；认知用户主要由认知中心单元、以及与认知中心单元相连的认知感知接收机、认知收发信机和通信单元组成；通信单元与中心节点相连；认知感知接收机包括感知天线、感知射频前端模块、感知AD转换模块、感知数字带通滤波模块和感知基带处理模块；感知天线经感知射频前端模块与感知AD转换模块的输入端相连，感知AD转换模块的输出端经感知数字带通滤波模块与感知基带处理模块相连；感知基带处理模块和感知射频前端模块与认知中心单元连接；认知收发信机包括收发天线、双工器、射频接收前端模块、接收AD转换模块、接收数字带通滤波模块、射频发射前端模块、发射AD转换模块、发射数字带通滤波模块和收发基带处理模块；收发天线经双工器分别连接射频接收前端模块的输入端和射频发射前端模块的输出端；射频接收前端模块的输出端经接收AD转换模块与接收数字带通滤波模块的输入端相连，接收数字带通滤波模块的输出端连接收发基带处理模块；收发基带处理模块连接发射数字带通滤波模块的输入端，发射数字带通滤波模块的输出端经发射AD转换模块与射频发射前端模块的输入端相连；收发基带处理模块、射频发射前端模块和射频接收前端模块与认知中心单元连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖海林，王成旭，胡悦，闫坤，欧阳缮，谢跃雷，侯嘉，李民政，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：广西;45