CN108199733A - 无线数据通信同频同时全双工接收机时域信号分离方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种无线数据通信同频同时全双工接收机时域信号分离方法，使用辅助载波检测电路指示载波信号ID、载波信号到达与结束时间、载波信号码元宽度，精确记录信号时间，确定初始段信号相位和幅度，按指定方法对信号进行运算，可以分离同频无线载波信号，提高无线接收机的抗干扰能力。可以实现数据通信中的同频、同时、全双工无线信号传输。
Description
技术领域
本发明属于通信技术领域，涉及一种无线数据通信同频同时全双工接收机时域信号分离方法。
背景技术
随着通信技术的发展，无线数据传输已经应用到了各种设备中，如手机、物联网设备等，但是一点到多点无线信号同频、同时、全双工通信架构还存在技术难题，，无法分离同频无线载波信号，而且无线接收机的抗干扰能力差。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种无线数据通信同频同时全双工接收机时域信号分离方法，实现数据通信中的同频、同时、全双工无线信号传输。
为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
无线数据通信同频同时全双工接收机时域信号分离方法，使用辅助载波检测电路指示载波信号ID、载波信号到达与结束时间、载波信号码元宽度、以载波信号码元为基本单位，使用不同时间点的采样数据计算出有效载波信号幅度与相位与干扰载波信号幅度与相位，一个码元一个码元递归运算，分离出所有同频载波信号。
进一步，具体过程如下：
步骤(1)、在t0与t1时间段接收机收到的只有一个载波信号Y(t)＝Acos(2лfct+ф)，计算出载波幅度A和初始相位ф；
步骤(2)、在t1时刻接收机收到干扰信号，此时间段接收机收到的是一个同频复合信号X(t)＝Acos(2лfct+ф)+B cos(2лfct+ф1)，因为同一码元内载波信号幅度和相位不变，复合信号Acos(2лfct+ф)已知，t1到(t0+τ1)时间段运算规则X(t)＝Acos(2лfct+ф)+Bcos(2лfct+ф1)计算出干扰载波幅度B和相位ф1；
步骤(3)、同样在第二个码元段内，前一部分B cos(2лfct+ф1)已知，能够计算出A载波在第二个码元段的幅度和相位值；
步骤(4)、以此类推计算出每个码元段同频载波信号幅度与相位；
步骤(5)、在没有收到辅助载波1的指示信号m时，其它通道计算值记录保存；
步骤(6)、在收到辅助载波1的指示信号m后，按时间点对混合信号进行运算得到消除同频干扰的有效信号。
进一步，全双工接收机的辅助载波检测电路分为两类，第一类是本机信号到达检测与运算电路，第二类是多个非本机信号检测与运算电路。
进一步，所述步骤(1)初始段采样两个以上点，确保初始段采样点大于2。
进一步，每个码元宽度分多段运算。
本发明的无线数据通信同频同时全双工接收机时域信号分离方法，使用辅助载波检测电路指示载波信号ID、载波信号到达与结束时间、载波信号码元宽度，精确记录信号时间，确定初始段信号相位和幅度，按指定方法对信号进行运算，可以分离同频无线载波信号，提高无线接收机的抗干扰能力。可以实现数据通信中的同频、同时、全双工无线信号传输。
本发明的方法无损耗分离所有同频无线载波信号，增强接收机抗干扰能力，将对5G网络建设、WIFI互联、车联网、船联网、物联网产生积极的作用。
附图说明
图1无线接收机数据通信过程中受到同频干扰算法处理流程图
图2同频干扰信号先于本机载波信号算法处理流程图
具体实施方式
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的算法方案，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
本发明的无线数据通信同频同时全双工接收机时域信号分离方法，它以载波信号码元为基本单位，使用不同时间点的采样数据计算出有效载波信号幅度与相位与干扰载波信号幅度与相位，如此一个码元一个码元递归运算，这样分离出所有同频载波信号。
具体算法如下：该算法的基本条件是同一码元时间段内，载波信号幅度一定；其一在t0与t1时间段接收机收到的只有一个载波信号，那么我们用运算规则Y(t)＝Acos(2лfct+ф)进行运算,我们只需要在这段时间内采样两个以上点就可以计算出载波幅度A和初始相位ф；其二在t1时刻接收机收到干扰信号，此时间段接收机收到的是一个同频复合信号X(t)＝Acos(2лfct+ф)+B cos(2лfct+ф1)，因为同一码元内载波信号幅度和相位不变，也就是说复合信号Acos(2лfct+ф)已知，那么t1到(t0+τ1)时间段运算规则X(t)＝Acos(2лfct+ф)+B cos(2лfct+ф1)只需要两个以上采样点就可以计算出干扰载波幅度B和相位ф1；其三同样在第二个码元段内，前一部分B cos(2лfct+ф1)已知，只需要两个以上采样点就可以计算出A载波在第二个码元段的幅度和相位值；其四以此类推可以计算出每个码元段同频载波信号幅度与相位；其五在没有收到辅助载波1的指示信号m时，其它通道计算值记录保存；其六在收到辅助载波1的指示信号m后，按时间点对混合信号进行运算就可以得到消除同频干扰的有效信号。
本领域技术人员应当理解，无线接收机天线耦合信号是一个多信号源的线性耦合叠加，对于不同频率信号通过滤波可以分离有效信号，对于同频信号我们需要从细节上分离信号，考虑到同一码元段载波信号幅度与相位恒定，我们只要在同频干扰信号到来的时间点将码元信号分成两部分，前一部分计算出有效信号幅度和相位，后一部分计算出干扰信号相位和幅度；然后第二个码元期间干扰信号幅度和相位已知，可以计算出有效信号在第二个码元期间的幅度与相位，同样可以计算出干扰信号第二个码元的幅度与相位，如此递归可以将同频干扰信号从混合信号中消除。
以下结合具体实施例对本发明内容进行说明。
实施例1：无线接收机数据通信过程中受到同频干扰，如图1所示。
本实施例的无线数据通信同频同时全双工接收机时域信号分离方法是计算流程之一：
具体步骤如下：
S101a、本机载波m指示信号设置，辅助载波检测电路1检测到本机载波信号到达，设置运算指示标志m，启动算法运算；
S102a、时间t0和码元宽度设置，设置载波到达时间坐标原点t0与载波码元宽度τ；
S103a、计时器1时间读取，将计时器1时间与采样点时间做一一对应；
S104a、同频干扰指示设置，设置同频干扰信号到达指示，指示运算器启动算法；
S105a、时间t1和码元宽度设置，将t1与时间原点做对应，计数器2时间与采样点时间做对应；
S106a、时间段t0到t1运算，按运算公式1计算出干扰到达时第一个码元载波信号幅度与相位；
S107a、时间段t1到t0+τ运算，按公式2计算出干扰信号第一个码元载波信号幅度与相位；
S108a、递归运算，按以上两步做递归运算；
S109a、数据输出，输出消除同频干扰后的有效信号。
实施例2：同频干扰信号先于本机载波信号算法处理流程，如图2所示。
具体步骤如下：
S101b、同频干扰指示设置，设置同频干扰信号到达指示，指示运算器启动算法；
S102b、时间t1和码元宽度设置，将t1设置为时间原点，计数器2时间与采样点时间与时间原点做对应；
S103b、本机载波m指示信号设置，辅助载波检测电路1检测到本机载波信号到达，设置运算指示标志m，启动算法运算；
S104b、时间t0和码元宽度设置，将t0与载波到达时间坐标原点做对应，载波码元宽度τ与时间原点对应；
S105b、时间段t1到t0运算，按运算公式1计算出本机载波到达时第一个码元干扰信号载波信号幅度与相位；
S106b、时间段t0到t1+τ运算，按公式2计算出本机载波信号第一个码元载波信号幅度与相位；
S107b、递归运算，按以上两步做递归运算；
S108b、数据输出，输出消除同频干扰后的有效信号；
S109b、信号结束复位，收到信号结束指令，结束算法运算，清空存储数据。
本文对本发明中的技术方案进行了完整明确的表述，但是，本文所描述的实例仅是一部分实例，并不是全部实例。在本发明的基础上，本领域技术人员在没有做出创新性工作的前提下所获得的其他实例，均属于本发明保护的范畴。
Claims (5)
1.无线数据通信同频同时全双工接收机时域信号分离方法，其特征在于：
使用辅助载波检测电路指示载波信号ID、载波信号到达与结束时间、载波信号码元宽度、以载波信号码元为基本单位，使用不同时间点的采样数据计算出有效载波信号幅度与相位与干扰载波信号幅度与相位，一个码元一个码元递归运算，分离出所有同频载波信号。
2.根据权利要求1所述的无线数据通信同频同时全双工接收机时域信号分离方法，其特征在于具体过程如下：
步骤(1)、在t0与t1时间段接收机收到的只有一个载波信号Y(t)＝Acos(2лfct+ф)，计算出载波幅度A和初始相位ф；
步骤(2)、在t1时刻接收机收到干扰信号，此时间段接收机收到的是一个同频复合信号X(t)＝Acos(2лfct+ф)+B cos(2лfct+ф1)，因为同一码元内载波信号幅度和相位不变，复合信号Acos(2лfct+ф)已知，t1到(t0+τ1)时间段运算规则X(t)＝Acos(2лfct+ф)+B cos(2лfct+ф1)计算出干扰载波幅度B和相位ф1；
步骤(3)、同样在第二个码元段内，前一部分B cos(2лfct+ф1)已知，能够计算出A载波在第二个码元段的幅度和相位值；
步骤(4)、以此类推计算出每个码元段同频载波信号幅度与相位；
步骤(5)、在没有收到辅助载波1的指示信号m时，其它通道计算值记录保存；
步骤(6)、在收到辅助载波1的指示信号m后，按时间点对混合信号进行运算得到消除同频干扰的有效信号。
3.根据权利要求2所述的无线数据通信同频同时全双工接收机时域信号分离方法，其特征在于：全双工接收机的辅助载波检测电路分为两类，第一类是本机信号到达检测与运算电路，第二类是多个非本机信号检测与运算电路。
4.根据权利要求2所述的无线数据通信同频同时全双工接收机时域信号分离方法，其特征在于：所述步骤(1)初始段采样两个以上点，确保初始段采样点大于2。
5.根据权利要求2所述的无线数据通信同频同时全双工接收机时域信号分离方法，其特征在于：每个码元宽度分多段运算。
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