本發(fā)明屬于信息，具體涉及一種通感一體化信號復(fù)合幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球軍事格局的變化和無線電設(shè)備的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，電子戰(zhàn)作為保持戰(zhàn)場制信息權(quán)的核心，成為現(xiàn)代戰(zhàn)爭的基礎(chǔ)和重要手段。傳統(tǒng)電子裝備間通信測試的工作體制已經(jīng)無法應(yīng)對敵方綜合性電子兵器，難以滿足當(dāng)今作戰(zhàn)環(huán)境對電子裝備系統(tǒng)多功能化、小型化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的需求?，F(xiàn)代軍事高端實(shí)力和策略手段不斷強(qiáng)化，多類型電子設(shè)備一體化聯(lián)合作戰(zhàn)需求愈發(fā)強(qiáng)烈。

2、為適應(yīng)現(xiàn)代戰(zhàn)爭環(huán)境的需要，通信與感知一體化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的資源整合，通過發(fā)射一體化信號，部分共享信道、天線、處理等硬件和軟件資源。通信感知一體化將通信和感知兩個功能聯(lián)合設(shè)計(jì)，可以有效地利用受限的頻譜資源，快速地共享信息，有望形成通信和感知的協(xié)同增益，在同一平臺上利用同一信號，同時實(shí)現(xiàn)雷達(dá)與通信功能，提升系統(tǒng)的綜合程度。

3、通感一體化幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是通感一體化物理層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化落地的關(guān)鍵內(nèi)容之一。通感一體化系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要綜合考慮工作頻段特性、通感性能需求等問題。工作頻段越高，可用帶寬越大，使得每幀中可以包含更多時隙，更有利于實(shí)現(xiàn)大帶寬、低時延傳輸以及高精度的角度、距離、速度感知。因此，為了實(shí)現(xiàn)無縫的通感一體化內(nèi)生感知功能，需要根據(jù)不同的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相應(yīng)的通感一體化信號處理方法。

4、目前，隨著5g時代的到來，5g基站在世界各地都得到了廣泛部署。利用現(xiàn)有的5g基站硬件實(shí)現(xiàn)通感一體化具有成本低、部署快速的優(yōu)點(diǎn)，因此如何利用現(xiàn)有5g基站硬件來實(shí)現(xiàn)通感一體化是重要的研究課題?，F(xiàn)有方法通過填充在下行鏈路模式下工作的5g基站的空子載波并優(yōu)化通信子載波的傳輸功率來優(yōu)化通感一體化波形。另一方面，為了在存在雜波的情況下實(shí)現(xiàn)良好的感知性能，需獲得環(huán)境先驗(yàn)信息來抑制雜波，如果被測信號的雜波分量與訓(xùn)練數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)結(jié)構(gòu)不同，雜波抑制的性能會降低，目前有使用壓縮感知方法來估計(jì)雜波空間參數(shù)和多普勒轉(zhuǎn)移的方法，以提高感知性能。

5、現(xiàn)有技術(shù)缺點(diǎn)為以下兩點(diǎn)：

6、(1)針對下行鏈路模式優(yōu)化通感一體化波形的方法，通信波形本質(zhì)上是隨機(jī)的，通信中空子載波的數(shù)量取決于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的用戶數(shù)量，用戶傳輸?shù)臄?shù)據(jù)呈現(xiàn)出突發(fā)性和不連續(xù)性，因此難以保障通感一體化的頻率，導(dǎo)致感知性能可能也存在不規(guī)則性。

7、(2)現(xiàn)有抑制雜波能力不足，由于空間和多普勒域中環(huán)境參數(shù)的連續(xù)和快速變化，基于壓縮感知的方法的計(jì)算成本可能會很高，若感知中涉及多個分布式節(jié)點(diǎn)，將無法滿足感知需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種通感一體化信號復(fù)合幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝置及方法，設(shè)計(jì)合理，克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有良好的效果。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種通感一體化信號復(fù)合幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝置，包括資源塊，資源塊是信息傳輸?shù)幕締卧?/p>

4、優(yōu)選地，資源塊包括時隙和子載波；其中，子載波通過正交頻分復(fù)用技術(shù)將頻譜劃分成多個部分；時隙將時間域劃分為若干個間隔。

5、優(yōu)選地，時隙是用于分配時間的基本單位，時隙將可用時間劃分為固定長度的間隔，允許不同用戶或數(shù)據(jù)流在同一頻率資源上交替?zhèn)鬏?；時隙包括上行時隙和下行時隙是時隙，分別表示時間上的特定段落，用于不同方向的數(shù)據(jù)傳輸，以滿足雙向通信的需求；

6、上行時隙是指用戶設(shè)備將數(shù)據(jù)發(fā)送到基站的時間段，在這個時隙內(nèi)，用戶能夠上傳信息；上行時隙能夠確保多用戶同時發(fā)送數(shù)據(jù)而不發(fā)生沖突；

7、下行時隙是基站向用戶設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，基站能夠下發(fā)信令；下行時隙能夠保證所有用戶都能順利接受信息。

8、優(yōu)選地，數(shù)據(jù)在通信網(wǎng)絡(luò)上是以幀為單位進(jìn)行傳輸?shù)?，協(xié)議規(guī)定每個幀被劃分為10個等時間長度的子幀，每個子幀長度為1毫秒；每個子幀又被劃分為若干個時隙，每個時隙的長度由參數(shù)集決定，每個時隙包括14個ofdm符號。

9、優(yōu)選地，每個ofdm符號，都由通信和感知兩部分組成；其中，通信部分用于發(fā)送感知信號，感知部分用于接收感知回波信號。

10、優(yōu)選地，通信部分包括射頻單元，感知部分包括有源天線單元和接收單元。

11、此外，本發(fā)明還提到一種通感一體化信號復(fù)合幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，該方法采用如上所述的一種通感一體化信號復(fù)合幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝置，具體包括如下步驟：

12、步驟1：將感知信號加入通信幀結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)時分復(fù)用的通信與感知一體化；

13、步驟2：調(diào)整幀結(jié)構(gòu)中通信與感知信號的比例，實(shí)現(xiàn)通信與感知功能的靈活調(diào)控；

14、步驟3：根據(jù)感知與通信業(yè)務(wù)需求靈活分配資源，在不改變現(xiàn)有通信協(xié)議框架的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)通信與感知雙功能，組織資源塊成幀結(jié)構(gòu)；

15、步驟4：在時隙的下行時隙中插入感知結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)用戶接受信號階段的感知功能；

16、步驟5：通過射頻單元生成特定感知波形，通過有源天線單元接收并采樣回收感知波形信號，提取感知回波數(shù)據(jù)；

17、步驟6：將感知回波數(shù)據(jù)傳輸至接收單元，進(jìn)行處理和分析。

18、本發(fā)明所帶來的有益技術(shù)效果：

19、本發(fā)明通過對基本調(diào)度單位時隙進(jìn)行修改，增加感知能力，完成通信感知一體化；時隙格式中都規(guī)定了ofdm符號的性質(zhì)，通過采用不同的時隙組合，可以實(shí)現(xiàn)各種不同類型的通信調(diào)度；通過對下行時隙中增加感知，可接收感知回波信號，進(jìn)而滿足通信設(shè)備與用戶端之間的上下行通信和下行感知能力；時分通感融合設(shè)計(jì)方案可以避免感知信號收到其他信號的干擾，可以在保證通信效率的前提下提升感知能力。

技術(shù)特征：

1.一種通感一體化信號復(fù)合幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝置，其特征在于：包括資源塊，資源塊是信息傳輸?shù)幕締卧?/p>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通感一體化信號復(fù)合幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝置，其特征在于：資源塊包括時隙和子載波；其中，子載波通過正交頻分復(fù)用技術(shù)將頻譜劃分成多個部分；時隙將時間域劃分為若干個間隔。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通感一體化信號復(fù)合幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝置，其特征在于：時隙是用于分配時間的基本單位，時隙將可用時間劃分為固定長度的間隔，允許不同用戶或數(shù)據(jù)流在同一頻率資源上交替?zhèn)鬏?；時隙包括上行時隙和下行時隙是時隙，分別表示時間上的特定段落，用于不同方向的數(shù)據(jù)傳輸，以滿足雙向通信的需求；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通感一體化信號復(fù)合幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝置，其特征在于：數(shù)據(jù)在通信網(wǎng)絡(luò)上是以幀為單位進(jìn)行傳輸?shù)?，協(xié)議規(guī)定每個幀被劃分為10個等時間長度的子幀，每個子幀長度為1毫秒；每個子幀又被劃分為若干個時隙，每個時隙的長度由參數(shù)集決定，每個時隙包括14個ofdm符號。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的通感一體化信號復(fù)合幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝置，其特征在于：每個ofdm符號，都由通信和感知兩部分組成；其中，通信部分用于發(fā)送感知信號，感知部分用于接收感知回波信號。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的通感一體化信號復(fù)合幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝置，其特征在于：通信部分包括射頻單元，感知部分包括有源天線單元和接收單元。

7.一種通感一體化信號復(fù)合幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，其特征在于：采用如權(quán)利要求5所述的一種通感一體化信號復(fù)合幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝置，具體包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種通感一體化信號復(fù)合幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)裝置及方法，屬于信息技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明通過對基本調(diào)度單位時隙進(jìn)行修改，增加感知能力，完成通信感知一體化；時隙格式中都規(guī)定了OFDM符號的性質(zhì)，通過采用不同的時隙組合，可以實(shí)現(xiàn)各種不同類型的通信調(diào)度；通過對下行時隙中增加感知，可接收感知回波信號，進(jìn)而滿足通信設(shè)備與用戶端之間的上下行通信和下行感知能力；時分通感融合設(shè)計(jì)方案可以避免感知信號收到其他信號的干擾，可以在保證通信效率的前提下提升感知能力。

技術(shù)研發(fā)人員：趙潤澤,韓順利,趙珞,張奎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15