一种发射通道预启动的信道接入系统及方法技术方案

一种发射通道预启动的信道接入系统及方法，用于在设备的射频性能受限的情况下实现高效可靠的信道接入。本发明专利技术的系统中的补偿退避模块和射频管理模块实现了补偿退避的方法，在信道接入过程中使射频的发射通道提前上电，并发送结束后关闭发射通道的方式，结合系统半双工的通信模式的特点实现无本振泄露的通信，提高接收端的信噪比，使得硬件受限的设备可以实现高效并且可靠的信道接入机制。本发明专利技术采用整合计时器对退避过程中计时器的值进行补偿，解决了处理延迟产生的时隙错位现象，提高了不同设备的退避协同性。设备的退避协同性。设备的退避协同性。

【技术实现步骤摘要】
一种发射通道预启动的信道接入系统及方法


[0001]本专利技术涉及通信
，更进一步涉及无线通信
中的一种发射通道预启动的信道接入系统及方法。本专利技术可用于在无线局域网中与现有无线设备共享信道，消除射频受限的系统的本振泄露在信道接入过程中造成的干扰。

技术介绍

[0002]由于无线局域网中设备类型不统一，没有固定的调度设备，基于分布式协调功能DCF的媒体接入机制成为无线局域网中常用的信道接入机制。此类接入机制以时隙为单位进行退避，在退避结束后要求设备立刻发送数据，但是此类系统的发送通道存在本振泄露，会导致使接收端信噪比恶化，无法支持更远距离以及更高阶调制的通信。本专利技术对信道接入过程进行改进，使硬件受限的设备实现高效的信道接入方法。
[0003]北京邮电大学在其申请的专利文献“用于无线局域网的分布式媒体接入方法”(专利申请号201210065672.1，公开号CN102625466A)中公开了一种基于分布式协调功能的媒体接入方法。该方法在DCF帧间间隔时长的基础上增加一个随机的时长，随机时长为0到时隙大小之间的值，使得不同用户采用相同的退避时长后可以在不同时刻进行发送数据，避免了用户在采取相同的退避时长时同步进入等待状态。该方法存在的不足之处是：该方法没有考虑到实际系统中存在的射频发送延迟、接收处理延迟、信道侦听延迟等因素，过于细化的时隙间隔会导致在不同设备中信道侦听的冗余量变小，使碰撞概率增大，降低在多设备接入时的吞吐量。
[0004]北京中电华大电子设计有限责任公司在其申请的专利文献“一种无线局域网芯片发射机本振泄露矫正的方法和装置”(专利申请号201210595908.2，公开号CN103916345A)中公开了一种用于无线局域网芯片射频发射机本振泄露校准的方法和装置。该装置通过采用在射频部分加入补偿电路，通过数字以为扫描的方法估算出I/Q两路的偏差值，把估算结果写入射频部分的补偿电路，实现了对发射机本振泄露的矫正。该装置的不足之处在于，设备需要发射校准波形，采用一维扫描的方式进行矫正，由于本振泄露会随着时间、电压、温度等条件不断变化，该装置需要周期性不断进行校准，校准过程中信道中所有设备均不能发送数据，否则会对校准过程造成干扰，导致当系统中设备数量变多时，链路无法长时间稳定运行，降低系统的信道利用率。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于针对上述现有技术存在的缺陷，提出了一种发射通道预启动的信道接入系统及方法，用于解决在射频受限的情况下，系统本振泄露过大导致系统误码率过高，以及不同设备的数据处理延迟和射频发送延迟不同导致碰撞的等问题。
[0006]实现本专利技术目的的具体思路是，本专利技术的系统采用补偿退避模块与射频管理模块在信道接入过程中实时控制发射通道断电和上电的方式，将信道接入过程与硬件实现结合，在不影响系统半双工的通信模式的情况下实现无本振泄露的通信。本专利技术的方法引入
退避补偿机制，在信道繁忙时通过补偿退避间隔，降低了由于退避过程中由于退避时隙偏移导致信道接入过程中发送碰撞的风险。
[0007]实现本专利技术目的的技术方案如下。
[0008]本专利技术的系统包括信道侦听模块、补偿退避模块、基带发送模块、射频模块、射频管理模块、基带接收模块和帧确认模块；其中：
[0009]所述信道侦听模块，用于对当前信道进行空闲信道评估，得到当前信道的忙闲状态，将当前信道的忙闲状态输入到补偿退避模块中；
[0010]所述补偿退避模块，包括计时器初始化单元，本地计时器，整合计时器，空闲计时器，射频控制单元和数据发送单元；所述计时器初始化单元，用于在信道状态由繁忙变为空闲时更新初始退避寄存器的值和整合计时器的值，并生成退避开始脉冲；所述本地计时器，用于生成周期为最小退避间隔的计时脉冲信号；所述整合计时器，用于记录当前的待退避的时间；所述空闲计时器，用于记录当前的空闲持续时间；所述射频控制单元，用于根据信道接入需求产生射频使能信号，将射频使能信号输入到射频模块中；所述数据发送单元，用于在整合计时器的值变为0时产生基带发送脉冲，并将初始寄存器的值清零，将基带发送脉冲信号输入到基带发送模块中；
[0011]所述射频管理模块，用于根据信道状态信号、射频使能信号和基带发送脉冲信号的值控制射频发送通道的上电与断电；
[0012]所述射频模块，包括发送通道和接收通道；所述发送通道，用于将基带发送模块输入的基带信号发送到无线环境中；所述接收通道，用于将无线环境中的无线信号转换为数字信号输入到基带接收模块中；
[0013]所述基带发送模块，包括数据缓存单元，调制单元和缓存更新单元；所述数据缓存单元，用于缓存待发送数据，当收到基带发送脉冲信号时，将待发送数据输入到调制单元中；所述调制单元，用于将待发送数据调制为数字基带信号，将数字基带信号输入到射频模块中；所述缓存更新单元，用于在接收到缓存更新信号后将已发送的数据帧从缓存中清除；
[0014]所述基带接收模块，包括解调单元和解析单元；所述解调单元，用于将射频模块输入的数字信号解调得到接收数据帧，将接收数据帧输入到解析单元中；所述解析单元，用于对数据帧进行校验，得到检验结果，并在校验结果正确时输出帧确认脉冲信号，将帧确认脉冲信号输入到帧确认模块中；
[0015]所述帧确认模块，用与检测到到帧确认脉冲信号后，输出射频使能信号，等待发送前时隙后将确认帧经过基带发送模块与射频模块发送到发送端。
[0016]本专利技术信道接入方法的具体步骤包括如下：
[0017]步骤1，侦听信道直到信道空闲：
[0018]信道侦听模块对信道进行空闲信道评估，得到当前信道的忙闲状态，将信道忙闲状态输入到补偿退避模块中，当信道状态变为空闲时，将信道空闲信号输入到补偿退避模块中；
[0019]步骤2，采用补偿退避进行信道接入：
[0020]步骤2.1，补偿退避模块中的初始化单元检测到信道状态由繁忙变为空闲时，将空闲计时器的值清零，若初始退避计寄存器的值为0，则在当前竞争窗口内产生随机数，将该随机数乘时隙间隔得到随机退避时长，将初始退避寄存器的值更新为随机退避时长与帧间
间隔的和，否则，初始退避寄存器的值保持不变；
[0021]步骤2.2，将整合计时器的值设置为初始寄存器的值并生成计时开始脉冲，将计时开始脉冲输入到退避单元中；
[0022]步骤2.3，补偿退避模块的本地计时器周期性生成间隔为最短退避周期的脉冲信号；当计时脉冲为高时，若信道状态为空闲且整合计时器的值大于0，则将整合计时器的值减最短退避周期的值，并将空闲计时器的值加最短退避周期的值；若信道状态繁忙且空闲时长计时器的值大于帧间间隔，则将初始退避寄存器的值更新为当前整合计时器的值加退避补偿值的结果，并返回步骤1；否则直接返回步骤1；
[0023]步骤2.4，当整合计时器的值小于射频发射通道从上电到稳定工作的时间时，将射频使能信号设置为使能，否则将射频使能信号设置为禁用，将射频使能信号输入到射频管理模块中；
[0024本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发射通道预启动的信道接入系统，包括信道侦听模块、基带发送模块、射频模块、基带接收模块和帧确认模块；其特征在于，还包括补偿退避模块和射频管理模块；其中：所述信道侦听模块，用于对当前信道进行空闲信道评估，得到当前信道的忙闲状态，将当前信道的忙闲状态输入到补偿退避模块中；所述补偿退避模块，包括计时器初始化单元，本地计时器，整合计时器，空闲计时器，射频控制单元和数据发送单元；所述计时器初始化单元，用于在信道状态由繁忙变为空闲时更新初始退避寄存器的值和整合计时器的值，并生成退避开始脉冲；所述本地计时器，用于生成周期为最小退避间隔的计时脉冲信号；所述整合计时器，用于记录当前的待退避的时间；所述空闲计时器，用于记录当前的空闲持续时间；所述射频控制单元，用于根据信道接入需求产生射频使能信号，将射频使能信号输入到射频模块中；所述数据发送单元，用于在整合计时器的值变为0时产生基带发送脉冲，并将初始寄存器的值清零，将基带发送脉冲信号输入到基带发送模块中；所述射频管理模块，用于根据信道状态信号、射频使能信号和基带发送脉冲信号的值控制射频发送通道的上电与断电；所述射频模块，包括发送通道和接收通道；所述发送通道，用于将基带发送模块输入的基带信号发送到无线环境中；所述接收通道，用于将无线环境中的无线信号转换为数字信号输入到基带接收模块中；所述基带发送模块，包括数据缓存单元，调制单元和缓存更新单元；所述数据缓存单元，用于缓存待发送数据，当收到基带发送脉冲信号时，将待发送数据输入到调制单元中；所述调制单元，用于将待发送数据调制为数字基带信号，将数字基带信号输入到射频模块中；所述缓存更新单元，用于在接收到缓存更新信号后将已发送的数据帧从缓存中清除；所述基带接收模块，包括解调单元和解析单元；所述解调单元，用于将射频模块输入的数字信号解调得到接收数据帧，将接收数据帧输入到解析单元中；所述解析单元，用于对数据帧进行校验，得到检验结果，并在校验结果正确时输出帧确认脉冲信号，将帧确认脉冲信号输入到帧确认模块中；所述帧确认模块，用与检测到到帧确认脉冲信号后，输出射频使能信号，等待发送前时隙后将确认帧经过基带发送模块与射频模块发送到发送端。2.根据权利要求1所述信道接入系统的一种发射通道预启动的信道接入方法，其特征在于，采用补偿退避的方法完成信道的接入，并在信道接入过程中引入射频控制机制，根据整合计时器的值提前使射频模块发送通达上电，在发送完成后断电；该信道接入方法的具体步骤包括如下：步骤1，侦听信道直到信道空闲：信道侦听模块对信道进行空闲信道评估，得到当前信道的忙闲状态，将信道忙闲状态输入到补偿退避模块中，当信道状态变为空闲时，将信道空闲信号输入到补偿退避模块中；步骤2，采用补偿退避进行信道接入：步骤2.1，补偿退避模块中的初始化单元检测到信道状态由繁忙变为空闲时，将空闲计时器的值清零，若初始退避计寄存器的值为0，则在当前竞争窗口内产生随机数，将该随机数乘时隙间隔得到随机退避时长，将初始退避寄存器的值更新为随机退避时长与帧间间隔的和，否则，初始退避寄存器的值保持不变；
步骤2.2，将整合计时器的值设置为初始寄存器的值并生成计时开始脉冲，将计时开始脉冲输入到退避单元中；步骤2.3，补偿退避模块的本地计时器周期性生成间隔为最短退避周期的脉冲信号；当计时脉冲为高时，若信道状态为空闲且整合计时器的值大于0，则将整合计时器的值减最短退避周期的值，并将空闲计时器的值加最短退避周期的值；若信道状态繁忙且空闲...

【专利技术属性】
技术研发人员：张顺，段明明，王杰，王祥光，马建鹏，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：