一种电子通讯设备信号发射控制系统 |
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| 申请号 | CN202410060541.7 | 申请日 | 2024-01-16 | 公开(公告)号 | CN117879625A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 广州新华学院; | 发明人 | 张俊; 黎丹雨; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 电子 通讯设备 信号 发射控制系统，涉及通讯设备技术领域，该电子通讯设备信号发射控制系统，解决了目前电子通讯设备信号发射控制系统依赖于 无线电波 进行通信，容易受到外界 电磁干扰 的影响，导致 信号传输 质量 下降的问题。通过 频率 规划和管理模 块 ，动态 频谱 分配技术可以根据实时需求分配频率资源，避免频率冲突，提高频率资源的利用效率；其次，抗干扰模块采用先进的抗干扰技术，可以对接收到的 干扰信号 进行识别和处理，减少外界干扰的影响，提高通信质量和可靠性。 软件 无线电技术可以动态调整接收和发送的参数，以应对干扰情况，提高系统的抗干扰能 力 ，并可以根据通信需求灵活配置频率资源，避免与其他设备的干扰。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电子通讯设备信号发射控制系统，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 一种电子通讯设备信号发射控制系统技术领域[0001] 本发明涉及通讯设备技术领域，具体为一种电子通讯设备信号发射控制系统。 背景技术[0002] 电子通讯设备信号发射控制系统是一种用于控制和管理电子通讯设备中的信号发射过程的系统。在无线通信系统中，信号发射是指从发射设备向空气中发送数据或通信信号的过程。 [0004] 因此，本发明提出了一种电子通讯设备信号发射控制系统以解决上述问题。 发明内容[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种电子通讯设备信号发射控制系统，解决了目前电子通讯设备信号发射控制系统依赖于无线电波进行通信，容易受到外界电磁干扰的影响，导致信号传输质量下降的问题。 [0006] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种电子通讯设备信号发射控制系统，包括： [0007] 控制单元，用于控制整个电子通讯设备信号发射控制系统的运行； [0008] 频率规划和管理单元，用于负责进行频率资源的规划和分配，确保不同设备之间的频率不会发生冲突； [0009] 抗干扰单元，用于对接收到的信号进行识别和处理，减少外界干扰对信号的影响，提高通信质量和可靠性； [0010] 天线设计单元，用于优化天线设计，提供较好的抗干扰能力和方向性； [0012] 故障检测和自动切换单元，用于引入故障检测和自动切换机制，在发现干扰或故障时，自动切换到可用的信道或设备。 [0014] 进一步的，电子通讯设备信号发射控制系统还包括无线通讯单元，用于人机交互单元和控制单元之间建立无线通讯联系。 [0015] 进一步的，所述频率规划和管理单元包括频率管理模块、频谱感知模块、频谱分配模块和频率规划模块，频谱感知模块通过对当前频谱环境进行感知，获取当前可用的频率资源和干扰情况，频谱分配模块根据当前频谱感知结果和通信需求，对可用的频谱资源进行分配，频率规划模块根据频谱分配结果和通信需求，制定合理的频率规划方案，频率管理模块管理频谱分配和频率规划的执行和控制过程。 [0016] 进一步的，所述抗干扰单元包括信号检测与识别模块、干扰源定位模块、干扰抑制模块和自适应波束形成模块，信号检测与识别模块通过对接收到的信号进行检测和识别，判断信号是否是所需信号，并区分噪声和干扰信号，干扰源定位模块通过对接收到的干扰信号进行测量和分析，确定干扰信号的源头位置，干扰抑制模块针对已识别的干扰信号，采取一系列抑制措施，削弱或消除干扰信号对所需信号的影响，自适应波束形成模块通过自动调整接收天线的权重和相位配置，增强所需信号的接收，并最小化干扰信号的接收。 [0017] 进一步的，所述天线设计单元包括天线类型选择模块、天线阵列设计模块、天线参数优化模块、多频段设计模块和天线辐射模拟和分析模块，天线类型选择模块根据具体的应用要求和设计目标，选择合适的天线类型，天线阵列设计模块由多个天线元件组成，通过控制天线元件的相位和幅度，形成特定的辐射模式和波束方向，天线参数优化模块用于根据设计需求，优化天线的参数以获得最佳性能，多频段设计模块采用多个独立的天线元件或通过调谐器和带通滤波器来实现，天线辐射模拟和分析模块使用电磁波仿真软件进行天线辐射场的模拟和分析，评估天线的辐射模式、主瓣宽度、副瓣级数、方向图的性能指标，并进行优化设计。 [0018] 进一步的，所述滤波单元包括滤波器类型选择模块、滤波器设计模块、滤波器参数调整模块、滤波器阻抗匹配模块和滤波器性能分析模块，滤波器类型选择模块用于根据需要对信号进行滤波的要求，选择合适的滤波器类型，滤波器设计模块用于根据设计要求和滤波器类型，进行滤波器的设计，滤波器参数调整模块用于根据实际需求和滤波器设计结果，调整滤波器的参数以获得所需的滤波效果，滤波器阻抗匹配模块用于保证信号的传输和匹配，滤波器性能分析模块用于通过测试设备或软件工具，对滤波器的性能进行分析和评估。 [0019] 进一步的，所述故障检测和自动切换单元包括信号输入模块、故障检测器模块、故障判定模块、切换逻辑模块、切换器模块、优先级控制模块和状态监测模块，信号输入模块接收需要检测的信号输入，并将其传递给后续的故障检测和切换处理，故障检测器模块用于检测信号输入中是否存在故障或异常情况，故障判定模块用于根据故障检测器的输出结果，判定检测到的故障类型和位置，切换逻辑模块用于根据故障判定的结果，触发相应的切换操作，切换器模块用于根据切换逻辑的结果，进行信号的自动切换，优先级控制模块用于在同时出现多个故障或需要切换的信号时，根据不同故障的优先级或信号的重要性，确定优先切换的信号路径，状态监测模块用于监测和记录故障检测和切换模块的工作状态，以及切换操作的执行情况。 [0020] 有益效果 [0021] 本发明提供了一种电子通讯设备信号发射控制系统。与现有技术相比具备以下有益效果： [0022] 1、一种电子通讯设备信号发射控制系统，通过控制单元，用于控制整个电子通讯设备信号发射控制系统的运行；频率规划和管理单元，用于负责进行频率资源的规划和分配，确保不同设备之间的频率不会发生冲突；抗干扰单元，用于对接收到的信号进行识别和处理，减少外界干扰对信号的影响，提高通信质量和可靠性；天线设计单元，用于优化天线设计，提供较好的抗干扰能力和方向性；滤波单元，用于设计和应用数字滤波器、滤波器阵列的方法，将干扰信号与目标信号分离，提高通信设备的接收性能；故障检测和自动切换单元，用于引入故障检测和自动切换机制，在发现干扰或故障时，自动切换到可用的信道或设备，解决了目前电子通讯设备信号发射控制系统依赖于无线电波进行通信，容易受到外界电磁干扰的影响，导致信号传输质量下降的问题。 [0023] 2、一种电子通讯设备信号发射控制系统，通过频率规划和管理模块，动态频谱分配技术可以根据实时需求分配频率资源，避免频率冲突，提高频率资源的利用效率；其次，抗干扰模块采用先进的抗干扰技术，可以对接收到的干扰信号进行识别和处理，减少外界干扰的影响，提高通信质量和可靠性。软件无线电技术可以动态调整接收和发送的参数，以应对干扰情况，提高系统的抗干扰能力，并可以根据通信需求灵活配置频率资源，避免与其他设备的干扰。 [0024] 3、一种电子通讯设备信号发射控制系统，通过天线设计模块，优化天线设计可以提供较好的抗干扰能力和方向性，获取更好的信号质量；其次，多天线技术如MIMO系统可以提高信号传输的容错性和抗干扰能力，增强通信系统的稳定性；再者，滤波器设计可以有效消除干扰信号，提高接收设备的灵敏度。数字滤波器和滤波器阵列可以分离干扰信号和目标信号，提高通信设备的接收性能，降低干扰的影响；另外，引入故障检测和自动切换机制可以在发现干扰或故障时，自动切换到可用的信道或设备，提供持续稳定的通信；可以减少干扰带来的问题，提高系统的可靠性和稳定性。附图说明 [0025] 图1为本发明结构原理框图； [0026] 图2为本发明频率规划和管理单元结构原理框图； [0027] 图3为本发明抗干扰单元结构原理框图； [0028] 图4为本发明天线设计单元结构原理框图； [0029] 图5为本发明滤波单元结构原理框图； [0030] 图6为本发明故障检测和自动切换单元结构原理框图。 [0031] 图中：1、控制单元；2、频率规划和管理单元；21、频率管理模块；22、频谱感知模块；23、频率规划模块；24、频谱分配模块；3、抗干扰单元；31、信号检测与识别模块；32、干扰源定位模块；33、干扰抑制模块；34、自适应波束形成模块；4、天线设计单元；41、天线类型选择模块；42、天线阵列设计模块；43、天线参数优化模块；44、多频段设计模块；45、天线辐射模拟和分析模块；5、滤波单元；51、滤波器类型选择模块；52、滤波器设计模块；53、滤波器参数调整模块；54、滤波器阻抗匹配模块；55、滤波器性能分析模块；6、故障检测和自动切换单元；61、信号输入模块；62、故障检测器模块；63、故障判定模块；64、切换逻辑模块；65、切换器模块；66、优先级控制模块；67、状态监测模块；7、无线通讯单元；8、人机交互单元。 具体实施方式[0032] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0033] 如图1‑图6，本发明提供了两种技术方案：一种电子通讯设备信号发射控制系统，具体包括以下实施例： [0034] 实施例一：一种电子通讯设备信号发射控制系统，包括： [0035] 控制单元1，用于控制整个电子通讯设备信号发射控制系统的运行； [0036] 频率规划和管理单元2，用于负责进行频率资源的规划和分配，确保不同设备之间的频率不会发生冲突，它可以使用动态频谱分配技术，根据实时需求分配空闲频谱，以提高频率资源的利用效率； [0037] 抗干扰单元3，用于对接收到的信号进行识别和处理，减少外界干扰对信号的影响，提高通信质量和可靠性； [0038] 天线设计单元4，用于优化天线设计，提供较好的抗干扰能力和方向性，采用多天线技术，如MIMO系统，以提高信号传输的容错性和抗干扰能力； [0039] 滤波单元5，用于设计和应用数字滤波器、滤波器阵列的方法，将干扰信号与目标信号分离，提高通信设备的接收性能； [0040] 故障检测和自动切换单元6，用于引入故障检测和自动切换机制，在发现干扰或故障时，自动切换到可用的信道或设备，它可以提供持续稳定的通信，减少干扰的影响。 [0041] 本发明实施例中，电子通讯设备信号发射控制系统还包括人机交互单元8，用于向控制单元1发送指令和接收电子通讯设备信号发射控制系统的运行状况。 [0042] 本发明实施例中，电子通讯设备信号发射控制系统还包括无线通讯单元7，用于人机交互单元8和控制单元1之间建立无线通讯联系。 [0043] 本发明实施例中，频率规划和管理单元2包括频率管理模块21、频谱感知模块22、频谱分配模块24和频率规划模块23，频谱感知模块22通过对当前频谱环境进行感知，获取当前可用的频率资源和干扰情况，常用的感知技术包括能量检测、协方差检测、循环检测等。频谱分配模块24根据当前频谱感知结果和通信需求，对可用的频谱资源进行分配，可以使用动态频谱分配技术，根据实时需求调整分配策略，避免频率冲突并提高频率资源的利用效率。频率规划模块23根据频谱分配结果和通信需求，制定合理的频率规划方案，频率规划可以优化频率资源的利用，避免冲突和干扰，提高通信系统的整体性能。频率管理模块21管理频谱分配和频率规划的执行和控制过程。包括频谱数据库的维护、频谱共享协议的制定、频谱使用冲突的解决等。 [0044] 本发明实施例中，抗干扰单元3包括信号检测与识别模块31、干扰源定位模块32、干扰抑制模块33和自适应波束形成模块34，信号检测与识别模块31通过对接收到的信号进行检测和识别，判断信号是否是所需信号，并区分噪声和干扰信号，常用的技术包括能量检测、差分方案、自相关函数等。干扰源定位模块32通过对接收到的干扰信号进行测量和分析，确定干扰信号的源头位置，可以使用方向找寻技术、波束形成技术、多天线系统等方法实现干扰源的定位。干扰抑制模块33针对已识别的干扰信号，采取一系列抑制措施，削弱或消除干扰信号对所需信号的影响，常见的抑制方法包括滤波、使用干扰消除算法、动态频谱分配等。自适应波束形成模块34通过自动调整接收天线的权重和相位配置，增强所需信号的接收，并最小化干扰信号的接收。自适应波束形成可以使用最小方差无偏估计MVU等算法实现。 [0045] 本发明实施例中，天线设计单元4包括天线类型选择模块41、天线阵列设计模块42、天线参数优化模块43、多频段设计模块44和天线辐射模拟和分析模块45，天线类型选择模块41根据具体的应用要求和设计目标，选择合适的天线类型，如偶极子天线、微带天线、补偿天线等。不同类型的天线具有不同的辐射特性和频率响应。天线阵列设计模块42由多个天线元件组成，通过控制天线元件的相位和幅度，形成特定的辐射模式和波束方向，天线阵列设计需要考虑阵列的几何结构、元件间距离以及天线驱动电路等。天线参数优化模块 43用于根据设计需求，优化天线的参数以获得最佳性能，常见的优化参数包括辐射效率、增益、带宽、VSWR等。通过调整天线的几何结构、补偿电路和天线材料等，可以优化这些参数。 多频段设计模块44采用多个独立的天线元件或通过调谐器和带通滤波器来实现，多频段设计需要考虑频率选择、阻抗匹配和相互干扰等因素。天线辐射模拟和分析模块45使用电磁波仿真软件进行天线辐射场的模拟和分析，评估天线的辐射模式、主瓣宽度、副瓣级数、方向图等的性能指标，并进行优化设计。 [0046] 本发明实施例中，滤波单元5包括滤波器类型选择模块51、滤波器设计模块52、滤波器参数调整模块53、滤波器阻抗匹配模块54和滤波器性能分析模块55，滤波器类型选择模块51用于根据需要对信号进行滤波的要求，选择合适的滤波器类型，常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。滤波器设计模块52用于根据设计要求和滤波器类型，进行滤波器的设计，滤波器设计考虑滤波器的阶数、截止频率、带宽、阻带衰减等参数。常见的滤波器设计方法包括巴特沃斯滤波器、切比雪夫滤波器、椭圆滤波器等。滤波器参数调整模块53用于根据实际需求和滤波器设计结果，调整滤波器的参数以获得所需的滤波效果，参数调整可能涉及滤波器的阻带衰减、通带波纹、截止频率等。滤波器阻抗匹配模块54用于保证信号的传输和匹配，滤波器性能分析模块55用于通过测试设备或软件工具，对滤波器的性能进行分析和评估。这包括对滤波器的频率响应、衰减特性、群延迟、相位响应等进行测量和分析，以验证滤波器设计的有效性。 [0047] 实施例二：本实施例与第一种技术方案的主要区别在于：故障检测和自动切换单元6包括信号输入模块61、故障检测器模块62、故障判定模块63、切换逻辑模块64、切换器模块65、优先级控制模块66和状态监测模块67，信号输入模块61接收需要检测的信号输入，并将其传递给后续的故障检测和切换处理，可以是模拟信号或数字信号。故障检测器模块62用于检测信号输入中是否存在故障或异常情况，故障检测器可以基于特定的算法或规则进行检测，例如阈值判断、比较器判断、差分检测等。故障判定模块63用于根据故障检测器的输出结果，判定检测到的故障类型和位置，可以是简单的二进制指示例如故障/正常，也可以是具体的故障信息例如故障类型、故障位置等。切换逻辑模块64用于根据故障判定的结果，触发相应的切换操作，切换逻辑通常包括逻辑电路或控制算法，用于决定切换的路由或通路选择，以实现信号的自动切换。切换器模块65用于根据切换逻辑的结果，进行信号的自动切换，切换器可以是电子开关、机械开关、继电器等，用于在不同的信号路径之间进行切换。优先级控制模块66用于在同时出现多个故障或需要切换的信号时，根据不同故障的优先级或信号的重要性，确定优先切换的信号路径，优先级控制可以根据预设的优先级表或实时的系统状态进行决策。状态监测模块67用于监测和记录故障检测和切换模块的工作状态，以及切换操作的执行情况。可以使用状态指示灯、报警器、数据记录等方式进行状态监测和显示。 [0048] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。 |
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