【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信，具体涉及一种基于毫米波的全双工通信感知一体化系统。
技术介绍
1、考虑利用通信感知一体化（integrated sensing and communication, isac）系统能够同时实现通信和雷达感知功能。带内全双工isac系统由于理论上可以同时实现isac信号的发射与接收，与现有的半双工isac系统相比，频谱利用率提高了一倍，因而备受关注。
2、但全双工isac系统面临严重的自干扰问题。系统的信号自干扰现象具体表现为：无线电发射信号的部分能量会直接由它自己的信号接收端接收，称为自干扰信号。当自干扰信号能量远远大于目标信号能量时，会严重降低接收到的混合信号的信噪比，进而影响到后续处理。由于自干扰信号与目标信号位于相同的频带内，因此无法采用陷波滤波器将其滤除或采用窄带带通滤波器将目标信号选出。
3、在没有自干扰消除（self-interference cancellation, sic）时，为了实现带内双工的isac系统，一般采用时分复用或频分复用的形式将雷达信号和通信信号集成在一起，虽然可以在有效抑制自干扰信号的同时提高通信速率，但仍没有实现信号的同时发射与接收，对频谱的利用受限，需要牺牲一些频谱资源来抑制自干扰信号。
技术实现思路
1、鉴于上述，本专利技术的目的是提供一种基于毫米波的全双工通信感知一体化系统，通过将射频sic技术与isac系统相结合，消除isac系统接收端的自干扰信号，实现系统信号的同步发射与接收，极大提高频谱
2、为实现上述专利技术目的，实施例提供的一种基于毫米波的全双工通信感知一体化系统，包括信号产生模块、信号调制模块、一体化信号发射模块、自干扰消除模块、一体化信号处理模块、以及信号解调模块；
3、所述信号产生模块用于在线性调频信号的每个时隙都嵌入通信符号形成通信感知一体化信号并转换成模拟信号发出；
4、所述信号调制模块用于将模拟信号调制到用于载波的光信号上形成太赫兹一体化信号；
5、所述一体化信号发射模块用于将太赫兹一体化信号转换成毫米波一体化电信号后分成二路，一路进行发射并作用于待测物体，另一路作为参考信号直接输入至自干扰消除模块；
6、所述自干扰消除模块用于接收两路混合的毫米波一体化电信号，并消除其中的自干扰信号后调制到光信号上得到太赫兹信号；
7、所述一体化信号处理模块用于将太赫兹信号转换为中频信号；
8、所述信号解调模块用于从中频信号中解调恢复得到通信信息和待测物体的感知信息。
9、优选地，所述信号产生模块包括依次连接的线性调频信号产生子模块、通信符号插入子模块、以及任意信号发生器；
10、所述线性调频信号产生子模块用于产生频率随时间连续线性变化的带宽为b的线性调频信号，线性调频信号的持续时间为t，频率变化率k=b/t，b、t均可配置；
11、所述通信符号插入子模块用于产生调制格式和波特率均可配置的通信符号，并将通信符号划分为一系列持续时间为ts的码片后，将码片依次连续不间隔不重叠的嵌入到线性调频信号中，改变线性调频信号的相位，形成通信感知一体化信号，其中ts<t；
12、所述任意信号发生器用于将通信感知一体化信号转换为任意波形的模拟信号并发出。
13、优选地，所述通信符号的调制格式包括m阶幅度调制信号、m阶相位调制信号、以及m阶正交幅度调制信号，其中m阶相位调制信号中的m为正偶数，m阶正交幅度调制信号中的m取值为大于等于4的正偶数；
14、所述通信符号插入模块产生的通信符号的调制格式为上述调制格式中的至少一种。
15、优选地，所述信号调制模块包括依次连接的可调谐激光器1、偏振控制器1、以及光调制器1；
16、所述可调谐激光器1用于产生用于载波的光信号；
17、所述偏振控制器1用于改变光信号的偏振态，使光信号输入至光调制器1的功率最大；
18、所述光调制器1用于将信号产生模块输出的模拟信号调制到光信号上形成太赫兹一体化信号并输出。
19、优选地，所述光调制器1包括马赫曾德尔调制器；所述可调谐激光器1包括外腔激光器。
20、优选地，所述一体化信号发射模块包括依次连接的光耦合器1、偏振控制器2、可调光衰减器、光电转换器1、电耦合器、以及毫米波一体化电信号发射器，还包括可调谐激光器2；
21、所述可调谐激光器2用于产生太赫兹光信号并输出，其中太赫兹光信号的频率与可调谐激光器1输出光信号的频率不同；
22、所述光耦合器1用于将太赫兹一体化信号和太赫兹光信号耦合成一路光信号并输出；
23、所述偏振控制器2用于调节光耦合器1输出光信号的偏振态，使得相同光功率下输出光电流最大；
24、所述可调光衰减器用于调节偏振控制器2输出光信号的功率；
25、所述光电转换器1用于对可调光衰减器输出的光信号拍频产生毫米波一体化电信号，其中毫米波一体化电信号的频率范围取决于可调谐激光器1输出光信号和可调谐激光器2输出太赫兹光信号的频率差；
26、所述电耦合器用于将毫米波一体化电信号均分为两路，其中一路作为待发射信号，另一路连接到自干扰消除模块作为参考信号；
27、所述毫米波一体化电信号发射器将电耦合器输出的一路待发射的毫米波一体化电信号进行发射。
28、优选地，所述光电转换器1包括单行载流子光电探测器；所述可调谐激光器2包括外腔激光器；所述毫米波一体化电信号发射器包括光电导天线。
29、优选地，所述自干扰消除模块包括电信号接收器、低噪声放大器1、电衰减器、电延时器、低噪声放大器2、可调谐激光器3、偏振控制器3、以及光调制器2；
30、所述电信号接收器用于接收毫米波一体化电信号；
31、所述低噪声放大器1用于放大电信号接收器接收到的毫米波一体化电信号；
32、所述电衰减器用于接收参考信号并衰减参考信号功率，使参考信号功率与电信号接收器接收到的毫米波一体化电信号功率相同；
33、所述电延迟器用于延迟电衰减器的输出参考信号，使电衰减器输出的参考信号和电信号接收器接收到的毫米波一体化电信号具有相同的相位；
34、所述低噪声放大器2用于放大电延迟器输出的参考信号，使其与低噪声放大器1输出电信号功率相等；
35、所述可调谐激光器3用于产生与可调谐激光器1频率相同的光信号；
36、所述偏振控制器3用于改变可调谐激光器3输出光信号的偏振态以使输出功率最大；
37、所述光调制器2中的上下两支路分别用于将低噪声放大器1输出的信号和低噪声放大器2输出的信号调制到输出功率最大的光信号上，在上下两支路合路时发生相干相消，消除自干扰信号后，输出调制到光信号上的太赫兹信号。
38、优选地，所述光调制器2包括双平行马赫曾德尔调制器；所述可调谐激光器3本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于毫米波的全双工通信感知一体化系统，其特征在于，包括信号产生模块、信号调制模块、一体化信号发射模块、自干扰消除模块、一体化信号处理模块、以及信号解调模块；
2.根据权利要求1所述的基于毫米波的全双工通信感知一体化系统，其特征在于，所述信号产生模块包括依次连接的线性调频信号产生子模块、通信符号插入子模块、以及任意信号发生器；
3.根据权利要求2所述的基于全双工的毫米波通信感知一体化系统，其特征在于，所述通信符号的调制格式包括M阶幅度调制信号、M阶相位调制信号、以及M阶正交幅度调制信号，其中M阶相位调制信号中的M为正偶数，M阶正交幅度调制信号中的M取值为大于等于4的正偶数；
4.根据权利要求1所述的基于毫米波的全双工通信感知一体化系统，其特征在于，所述信号调制模块包括依次连接的可调谐激光器1、偏振控制器1、以及光调制器1；
5.根据权利要求1所述的基于毫米波的全双工通信感知一体化系统，其特征在于，所述一体化信号发射模块包括依次连接的光耦合器1、偏振控制器2、可调光衰减器、光电转换器1、电耦合器、以及毫米波一体化电信号发射器，还
6.根据权利要求4所述的基于毫米波的全双工通信感知一体化系统，其特征在于，所述自干扰消除模块包括电信号接收器、低噪声放大器1、电衰减器、电延时器、低噪声放大器2、可调谐激光器3、偏振控制器3、以及光调制器2；
7.根据权利要求6所述的基于毫米波的全双工通信感知一体化系统，其特征在于，所述一体化信号处理模块包括依次相连的光耦合器3、光放大器、偏振控制器4、光电转换器2、混频器、低通滤波器，还包括本地振荡器；
8.根据权利要求1所述的基于毫米波的全双工通信感知一体化系统，其特征在于，所述信号解调模块包括通信信号解调子模块和雷达信号解调子模块；
9.根据权利要求8所述的基于毫米波的全双工通信感知一体化系统，其特征在于，所述雷达信号解调子模块基于中频信号并结合根据信号产生模块输出的模拟信号进行信号处理时，通过压缩感知算法，探测自干扰消除模块与待测物体间的距离作为感知信息。
...【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波的全双工通信感知一体化系统，其特征在于，包括信号产生模块、信号调制模块、一体化信号发射模块、自干扰消除模块、一体化信号处理模块、以及信号解调模块；
2.根据权利要求1所述的基于毫米波的全双工通信感知一体化系统，其特征在于，所述信号产生模块包括依次连接的线性调频信号产生子模块、通信符号插入子模块、以及任意信号发生器；
3.根据权利要求2所述的基于全双工的毫米波通信感知一体化系统，其特征在于，所述通信符号的调制格式包括m阶幅度调制信号、m阶相位调制信号、以及m阶正交幅度调制信号，其中m阶相位调制信号中的m为正偶数，m阶正交幅度调制信号中的m取值为大于等于4的正偶数；
4.根据权利要求1所述的基于毫米波的全双工通信感知一体化系统，其特征在于，所述信号调制模块包括依次连接的可调谐激光器1、偏振控制器1、以及光调制器1；
5.根据权利要求1所述的基于毫米波的全双工通信感知一体化系统，其特征在于，所述一体化信号发射模块包括依次连接的光耦合器1、偏振控制器...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。