本發(fā)明涉及一種通信裝置，具體涉及一種抗干擾全雙工通信裝置。

背景技術(shù)：

在民用通信領(lǐng)域，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)量呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)趨勢(shì)。另一方面，無(wú)線(xiàn)頻譜資源日趨緊張，無(wú)法完全滿(mǎn)足日益增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)流量的需要。因此，如何提高頻譜的使用效率以增加無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的承載能力是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界廣泛關(guān)注的問(wèn)題。

無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)面臨的另一個(gè)重要挑戰(zhàn)是日益嚴(yán)重的干擾環(huán)境。干擾的來(lái)源既包括多種無(wú)線(xiàn)技術(shù)共存時(shí)的無(wú)意干擾，也包括人為的故意干擾。動(dòng)態(tài)地切換信道來(lái)躲避干擾信號(hào)是一個(gè)有效的應(yīng)對(duì)方法。在民用通信領(lǐng)域，藍(lán)牙技術(shù)采用了自適應(yīng)跳頻通信來(lái)應(yīng)對(duì)干擾。在軍用通信領(lǐng)域，跳頻信號(hào)也在多個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)術(shù)電臺(tái)裝備中得到了大量應(yīng)用。

全雙工通信技術(shù)使得無(wú)線(xiàn)電臺(tái)能夠在同一頻段內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的發(fā)射和接收，從而使無(wú)線(xiàn)頻譜的鏈路容量翻倍，具有很廣闊的應(yīng)用前景。目前的全雙工通信技術(shù)只用于固定頻率的通信裝置，本發(fā)明則提出了一種可動(dòng)態(tài)切換頻率的全雙工通信裝置，在提高頻譜效率的同時(shí)具備了很好的抗干擾能力。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

一種抗干擾全雙工通信裝置，包括：天線(xiàn)，用于發(fā)送和接收信號(hào)；發(fā)射通道電路，用于生成射頻信號(hào)；接收通道電路，用于接收外部饋入的信號(hào)；環(huán)路器，用于減弱發(fā)射通道電路泄露到接收通道電路的信號(hào)的強(qiáng)度；自擾消除電路，能產(chǎn)生用于抑制接收通道電路中的自擾信號(hào)的自擾消除信號(hào)；動(dòng)態(tài)頻率生成模塊，用于生成變化的載波頻率并輸出至發(fā)射通道電路或/和接收通道電路；控制器，用于控制發(fā)射通道電路，接收通道電路，自擾消除電路和動(dòng)態(tài)頻率生成模塊；控制器控制發(fā)射通道電路和接收通道電路以使發(fā)射通道電路與接收通道電路在相同的信道下實(shí)現(xiàn)信號(hào)的發(fā)射和接收；控制器控制自擾消除電路產(chǎn)生一個(gè)能部分抵消發(fā)射通道電路所發(fā)射的信號(hào)的抑制信號(hào)至接收通道電路；控制器控制動(dòng)態(tài)頻率生成模塊在滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件時(shí)更改輸出至發(fā)射通道電路或/和接收通道電路的頻率；天線(xiàn)連接至環(huán)路器，環(huán)路器分別與發(fā)射通道電路和接收通道電路相連接；自擾消除電路以及動(dòng)態(tài)頻率生成模塊分別電性連接至發(fā)射通道電路和接收通道電路相連接；控制器分別與發(fā)射通道電路，接收通道電路，自擾消除電路和動(dòng)態(tài)頻率生成模塊相連接。

進(jìn)一步地，控制器包括：編碼模塊，用于根據(jù)控制器中的應(yīng)用軟件生成編碼；信號(hào)調(diào)制模塊，用于根據(jù)編碼模塊生成的編碼生成調(diào)制信號(hào)并輸出至發(fā)射通道電路；信號(hào)解調(diào)模塊，用于對(duì)接收通道電路所接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)從而產(chǎn)生解調(diào)信號(hào)；譯碼模塊，用于對(duì)信號(hào)解調(diào)模塊的解調(diào)信號(hào)進(jìn)行解碼；自擾與干擾估計(jì)模塊，至少用于估計(jì)接收通道電路中自擾信號(hào)的特征；模擬自擾消除模塊，根據(jù)自擾與干擾估計(jì)模塊的估計(jì)結(jié)果設(shè)定自擾消除電路中包括但不限于延遲、衰減和相移的參數(shù)；數(shù)字自擾消除模塊，根據(jù)自擾與干擾估計(jì)模塊的估計(jì)結(jié)果以軟件的方式消除從環(huán)路器泄露的信號(hào)或/和經(jīng)由天線(xiàn)發(fā)射進(jìn)而反射回來(lái)的信號(hào)所帶來(lái)的干擾；頻率接入控制模塊，用于向動(dòng)態(tài)頻率生成模塊發(fā)送切換頻率的指令；其中，編碼模塊與信號(hào)調(diào)制模塊構(gòu)成連接；譯碼模塊與信號(hào)解調(diào)模塊構(gòu)成連接；自擾與干擾估計(jì)模塊分別與數(shù)字自擾消除模塊，模擬自擾消除模塊，譯碼模塊，頻率接入控制模塊分別連接。

進(jìn)一步地，發(fā)射通道電路包括：數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，用于將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)；上變頻模塊，用于改變數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊所輸出的模擬信號(hào)的頻率；發(fā)射帶通濾波器，用于對(duì)上變頻模塊所輸出的信號(hào)進(jìn)行帶通濾波；功率放大器，用于對(duì)發(fā)射帶通濾波器所輸出的信號(hào)進(jìn)行功率放大。

進(jìn)一步地，接收通道電路包括：低噪聲放大模塊，用于對(duì)于環(huán)路器接收到的信號(hào)進(jìn)行功率放大；接收帶通濾波器，用于對(duì)低噪聲放大模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行帶通濾波；加法器，用于使接收帶通濾波器所輸出的信號(hào)與自擾消除電路所輸出的自擾消除信號(hào)求和；下變頻模塊，用于改變加法器所輸出的信號(hào)的頻率；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將下變頻模塊輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。

進(jìn)一步地，動(dòng)態(tài)頻率生成模塊包括：頻率寄存器，用于生成變化的數(shù)值序列；

頻率合成器，用于根據(jù)頻率寄存器所生成的數(shù)值生成對(duì)應(yīng)的載波頻率并輸出至發(fā)射通道電路或/和接收通道電路。

進(jìn)一步地，自擾消除電路包括：延遲線(xiàn)池，用于將輸入的信號(hào)進(jìn)行衰減并延遲一段時(shí)間后輸出；延遲線(xiàn)池設(shè)有多路延遲時(shí)間不等且能動(dòng)態(tài)調(diào)整衰減系數(shù)的延遲線(xiàn)，延遲線(xiàn)池根據(jù)控制器中的自擾消除模塊的指令選擇衰減系數(shù)，延遲線(xiàn)池中各延遲線(xiàn)的最小延遲時(shí)間根據(jù)發(fā)射通道電路到接收通道電路的信號(hào)延遲時(shí)間確定，延遲線(xiàn)池中各延遲線(xiàn)的最大延遲時(shí)間根據(jù)外部反射信號(hào)經(jīng)由天線(xiàn)進(jìn)入接收通道電路的信號(hào)延遲時(shí)間確定。

進(jìn)一步地，控制器包括：編碼模塊，用于根據(jù)控制器中的應(yīng)用軟件生成編碼；信號(hào)調(diào)制模塊，用于根據(jù)編碼模塊生成的編碼生成調(diào)制信號(hào)并輸出至發(fā)射通道電路；信號(hào)解調(diào)模塊，用于對(duì)接收通道電路所接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)從而產(chǎn)生解調(diào)信號(hào)；譯碼模塊，用于對(duì)信號(hào)解調(diào)模塊的解調(diào)信號(hào)進(jìn)行解碼；自擾與干擾估計(jì)模塊，至少用于估計(jì)接收通道電路中自擾信號(hào)的特征；模擬自擾消除模塊，根據(jù)自擾與干擾估計(jì)模塊的估計(jì)結(jié)果設(shè)定自擾消除電路中包括但不限于延遲、衰減和相移的參數(shù)；數(shù)字自擾消除模塊，根據(jù)自擾與干擾估計(jì)模塊的估計(jì)結(jié)果以軟件的方式消除從環(huán)路器泄露的信號(hào)或/和經(jīng)由天線(xiàn)發(fā)射進(jìn)而反射回來(lái)的信號(hào)所帶來(lái)的干擾；頻率接入控制模塊，用于向動(dòng)態(tài)頻率生成模塊發(fā)送切換頻率的指令；發(fā)射通道電路包括：數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，用于將信號(hào)調(diào)制模塊輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)；上變頻模塊，用于改變數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊所輸出的模擬信號(hào)的頻率；發(fā)射帶通濾波器，用于對(duì)上變頻模塊所輸出的信號(hào)進(jìn)行帶通濾波；功率放大器，用于對(duì)發(fā)射帶通濾波器所輸出的信號(hào)進(jìn)行功率放大并輸出至環(huán)路器。

進(jìn)一步地，接收通道電路包括：低噪聲放大模塊，用于對(duì)于環(huán)路器接收到的信號(hào)進(jìn)行功率放大；接收帶通濾波器，用于對(duì)低噪聲放大模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行帶通濾波；加法器，用于使接收帶通濾波器所輸出的信號(hào)與自擾消除電路所輸出的自擾消除信號(hào)求和；下變頻模塊，用于根據(jù)動(dòng)態(tài)頻率生成模塊改變加法器所輸出的信號(hào)的頻率；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于將下變頻模塊輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出至解調(diào)電路。

進(jìn)一步地，動(dòng)態(tài)頻率生成模塊包括：頻率寄存器，用于生成變化的數(shù)值序列；

頻率合成器，用于根據(jù)頻率寄存器所生成的數(shù)值生成對(duì)應(yīng)的載波頻率并輸出至發(fā)射通道電路或/和接收通道電路，頻率接入控制模塊連接至頻率寄存器以控制頻率寄存器。

進(jìn)一步地，自擾消除電路包括：延遲線(xiàn)池，用于將輸入的信號(hào)進(jìn)行衰減并延遲一段時(shí)間后輸出；延遲線(xiàn)池設(shè)有多路延遲時(shí)間不等且能動(dòng)態(tài)調(diào)整衰減系數(shù)的延遲線(xiàn)，延遲線(xiàn)池根據(jù)控制器中的自擾消除模塊的指令選擇衰減系數(shù)，延遲線(xiàn)池中各延遲線(xiàn)的最小延遲時(shí)間根據(jù)發(fā)射通道電路到接收通道電路的信號(hào)延遲時(shí)間確定，延遲線(xiàn)池中各延遲線(xiàn)的最大延遲時(shí)間根據(jù)外部反射信號(hào)經(jīng)由天線(xiàn)進(jìn)入接收通道電路的信號(hào)延遲時(shí)間確定。

本發(fā)明的有益之處在于：

提供了一種能有效消除自擾信號(hào)并具有變頻能力的抗干擾全雙工通信裝置。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的抗干擾全雙工通信裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖2是圖1中控制器的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖3是圖1中發(fā)射通道電路的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖4是圖1中接收通道電路的結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖5是圖1中動(dòng)態(tài)頻率生成模塊結(jié)構(gòu)示意框圖；

圖6是圖1中自擾消除電路；

圖7是圖1中延遲線(xiàn)池的原理示意框圖；

圖8是圖1所示的實(shí)施例采用雙天線(xiàn)方案時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖框圖；

圖9是本發(fā)明的抗干擾全雙工通信裝置的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意框圖。

具體實(shí)施方式

如圖1至圖6所示，抗干擾全雙工通信裝置包括：天線(xiàn)，發(fā)射通道電路，接收通道電路，環(huán)路器，自擾消除電路，動(dòng)態(tài)頻率生成模塊和控制器。

其中，天線(xiàn)用于發(fā)送和接收信號(hào)；發(fā)射通道電路用于生成射頻信號(hào)；接收通道電路用于接收外部饋入的信號(hào)；環(huán)路器用于減弱發(fā)射通道電路泄露到接收通道電路的信號(hào)的強(qiáng)度；自擾消除電路能產(chǎn)生用于抑制接收通道電路中的自擾信號(hào)的自擾消除信號(hào)；動(dòng)態(tài)頻率生成模塊用于生成變化的載波頻率并輸出至發(fā)射通道電路或/和接收通道電路；控制器用于控制發(fā)射通道電路，接收通道電路，自擾消除電路和動(dòng)態(tài)頻率生成模塊。

如圖1所示，作為具體的方案，控制器控制發(fā)射通道電路和接收通道電路以使發(fā)射通道電路與接收通道電路在相同的信道下實(shí)現(xiàn)信號(hào)的發(fā)射和接收；控制器控制自擾消除電路產(chǎn)生一個(gè)能部分抵消發(fā)射通道電路所發(fā)射的信號(hào)的抑制信號(hào)至接收通道電路；控制器控制動(dòng)態(tài)頻率生成模塊在滿(mǎn)足預(yù)設(shè)條件時(shí)更改輸出至發(fā)射通道電路或/和接收通道電路的頻率。

為了實(shí)現(xiàn)上述系統(tǒng)，如圖1所示，天線(xiàn)連接至環(huán)路器，環(huán)路器分別與發(fā)射通道電路和接收通道電路相連接；自擾消除電路以及動(dòng)態(tài)頻率生成模塊分別電性連接至發(fā)射通道電路和接收通道電路相連接；控制器分別與發(fā)射通道電路，接收通道電路，自擾消除電路和動(dòng)態(tài)頻率生成模塊相連接。

需要說(shuō)明的是，這里所指的全雙工是指同時(shí)、同頻全雙工。即在進(jìn)行通信時(shí)，存在兩條并發(fā)的信道，從而發(fā)送方到接收方的信道成為數(shù)據(jù)信道，用于傳輸數(shù)據(jù)分組，從接收方到發(fā)送方的信道稱(chēng)為控制信道，用于傳輸即時(shí)反饋頻譜分組。兩個(gè)信道的頻譜相同，但是調(diào)制方式和數(shù)據(jù)速率不必相同。

另外，本發(fā)明也可以采用如圖7所示的雙天線(xiàn)的方案而不局限圖1所示的單天線(xiàn)的方案。對(duì)于全雙工通信而言，關(guān)鍵在于消除自擾信號(hào)。

因?yàn)槭瞻l(fā)均采用相同的信道，所以發(fā)射通道的信號(hào)經(jīng)泄露、反射等途徑進(jìn)入接收通道后形成自擾信號(hào)，需要將自擾信號(hào)的能量衰減值噪聲水平，才能在同時(shí)、同頻的情況下處理對(duì)端接收機(jī)發(fā)出的信號(hào)。

需要說(shuō)明的是，自擾信號(hào)是指發(fā)射通道的信號(hào)經(jīng)泄露、反射等途徑進(jìn)入接收通道后形成的干擾信號(hào)。干擾信號(hào)是指非發(fā)送端機(jī)和接收端機(jī)的第三方實(shí)施的用于干擾發(fā)送端機(jī)和接收端機(jī)通信的干擾信號(hào)。

在采取單天線(xiàn)的方案中，環(huán)路器能夠隔離不同輸入端之間的信號(hào)，環(huán)路器也稱(chēng)為環(huán)行器，能將進(jìn)入其任一端口的入射波，按照由靜偏磁場(chǎng)確定的方向順序傳入下一個(gè)端口的多端口器件。環(huán)行器是有數(shù)個(gè)端的非可逆器件。比如：從1端口輸入信號(hào)，信號(hào)只能從2端口輸出，同樣，從2端口輸入的信號(hào)只能從3端口輸出。環(huán)路器的突出特點(diǎn)是單向傳輸高頻信號(hào)能量。它控制電磁波沿某一環(huán)行方向傳輸。這種單向傳輸高頻信號(hào)能量的特性，多用于高頻功率放大器的輸出端與負(fù)載之間,起到各自獨(dú)立,互相“隔離”的作用。所以采用環(huán)路器分別使發(fā)射通道電路單向向天線(xiàn)傳遞信號(hào)，而使接收通道電路從天線(xiàn)單向接收信號(hào)從而實(shí)現(xiàn)衰減由發(fā)射通道電路泄露到接收通道電路的信號(hào)的強(qiáng)度。

在采取雙天線(xiàn)的方案中，發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)分別連接至發(fā)射通道和接收通道，調(diào)整發(fā)射天線(xiàn)和接收天線(xiàn)的位置，使它們之間的距離恰好為半波長(zhǎng)，兩者信號(hào)相加即可抵消發(fā)射信號(hào)對(duì)接收通道的自擾。

如圖2所示，作為具體的方案，控制器包括：編碼模塊，信號(hào)調(diào)制模塊，譯碼模塊，自擾與干擾估計(jì)模塊，模擬自擾消除模塊，數(shù)字自擾消除模塊，頻率接入控制模塊。

其中，編碼模塊用于根據(jù)控制器中的應(yīng)用軟件生成編碼，信號(hào)調(diào)制模塊，用于根據(jù)編碼模塊生成的編碼生成調(diào)制信號(hào)并輸出至發(fā)射通道電路。

與之相對(duì)的，信號(hào)解調(diào)模塊用于對(duì)接收通道電路所接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)從而產(chǎn)生解調(diào)信號(hào)；譯碼模塊用于對(duì)信號(hào)解調(diào)模塊的解調(diào)信號(hào)進(jìn)行解碼，然后根據(jù)解碼信息向應(yīng)用軟件反饋信息。

自擾與干擾估計(jì)模塊至少用于估計(jì)自擾信號(hào)的特征，即從環(huán)路器泄露的信號(hào)或/和經(jīng)由天線(xiàn)發(fā)射進(jìn)而反射回來(lái)的信號(hào)的特征，進(jìn)一步而言，自擾與干擾估計(jì)模塊也用于估計(jì)干擾信號(hào)。

具體而言，自擾與干擾估計(jì)模塊工作時(shí)要求抗干擾全雙工通信系統(tǒng)只有一個(gè)設(shè)備發(fā)射信號(hào)，其余設(shè)備處于“靜默”狀態(tài)。處于活躍狀態(tài)的設(shè)備通過(guò)接收通道電路所收到的信號(hào)只包含自擾與干擾信號(hào)，進(jìn)而估計(jì)自擾與干擾信號(hào)的參數(shù)特征。

自擾信號(hào)參數(shù)估計(jì)針對(duì)兩種類(lèi)型的信號(hào)：由環(huán)路器泄露和環(huán)境反射所引入的線(xiàn)性自擾信號(hào)以及由功率放大器的非線(xiàn)性所造成的自擾信號(hào)。估計(jì)自擾信號(hào)建模為所發(fā)射信號(hào)的線(xiàn)性組合，即

y(n)＝hkx(n-k)+hk-1x(n-k+1)+…+h-k+1x(n+k-1)

其中，k表示自擾信號(hào)與當(dāng)前正在發(fā)射的前后k個(gè)符號(hào)的信號(hào)相關(guān)；x(n-i)表示當(dāng)前發(fā)射的前i個(gè)符號(hào)，是已知量；hi表示對(duì)應(yīng)的衰減系統(tǒng)，是待估計(jì)參數(shù)。自擾與干擾信號(hào)估計(jì)模塊利用最小二乘法得到hi的估計(jì)值。需要指出的是，在信號(hào)處理領(lǐng)域還存在其他多種有效手段得到hi的估計(jì)值。

非線(xiàn)性自擾信號(hào)建模為發(fā)射信號(hào)的高階線(xiàn)性組合，即我們?cè)诎l(fā)射信號(hào)中加入前導(dǎo)碼，即符號(hào)已知的比特序列，進(jìn)而利用最小二乘估計(jì)器得到系數(shù)am的估計(jì)值。通常，我們只考慮m＝3,5,7的情況而其他情況下的系數(shù)接近于零，可忽略不計(jì)。

干擾信號(hào)估計(jì)模塊采用能量估計(jì)法，即檢測(cè)自擾信號(hào)消除后所接收信號(hào)的強(qiáng)度。能量檢測(cè)器對(duì)所采樣的i、q兩路信號(hào)的采樣值分別平方相加而得到統(tǒng)計(jì)檢測(cè)量。當(dāng)接收信號(hào)強(qiáng)度超過(guò)設(shè)定的閾值時(shí)，報(bào)告存在干擾信號(hào)；否則，認(rèn)為不存在干擾信號(hào)。

模擬自擾消除模塊根據(jù)自擾與干擾估計(jì)模塊的估計(jì)結(jié)果設(shè)定自擾消除電路中包括但不限于延遲、衰減和相移的參數(shù)。

數(shù)字自擾消除模塊根據(jù)自擾與干擾估計(jì)模塊的估計(jì)結(jié)果以軟件的方式消除從環(huán)路器泄露的信號(hào)或/和經(jīng)由天線(xiàn)發(fā)射進(jìn)而反射回來(lái)的信號(hào)所帶來(lái)的干擾。頻率接入控制模塊，用于向動(dòng)態(tài)頻率生成模塊發(fā)送切換頻率的指令。

其中，編碼模塊與信號(hào)調(diào)制模塊構(gòu)成連接；譯碼模塊與信號(hào)解調(diào)模塊構(gòu)成連接；自擾與干擾估計(jì)模塊分別與數(shù)字自擾消除模塊，模擬自擾消除模塊，譯碼模塊，頻率接入控制模塊分別連接。

如圖3所示，發(fā)射通道電路包括：數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊，上變頻模塊，發(fā)射帶通濾波器，功率放大器。

其中，數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊用于將信號(hào)調(diào)制模塊輸出的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬信號(hào)；上變頻模塊用于改變數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊所輸出的模擬信號(hào)的頻率；發(fā)射帶通濾波器用于對(duì)上變頻模塊所輸出的信號(hào)進(jìn)行帶通濾波；功率放大器用于對(duì)發(fā)射帶通濾波器所輸出的信號(hào)進(jìn)行功率放大并輸出至環(huán)路器。

如圖4所示，接收通道電路包括：低噪聲放大模塊，接收帶通濾波器，加法器，下變頻模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊。

低噪聲放大模塊用于對(duì)于環(huán)路器接收到的信號(hào)進(jìn)行功率放大；接收帶通濾波器用于對(duì)低噪聲放大模塊輸出的信號(hào)進(jìn)行帶通濾波；加法器用于使接收帶通濾波器所輸出的信號(hào)與自擾消除電路所輸出的自擾消除信號(hào)求和；下變頻模塊用于根據(jù)動(dòng)態(tài)頻率生成模塊改變加法器所輸出的信號(hào)的頻率；模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊用于將下變頻模塊輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)輸出至解調(diào)電路。

如圖5所示，動(dòng)態(tài)頻率生成模塊包括：頻率寄存器，頻率合成器。

其中，頻率寄存器用于生成變化的數(shù)值序列；頻率合成器，用于根據(jù)頻率寄存器所生成的數(shù)值生成對(duì)應(yīng)的載波頻率并輸出至發(fā)射通道電路或/和接收通道電路，頻率接入控制模塊連接至頻率寄存器以控制頻率寄存器。

如圖6和圖7所示，自擾消除電路包括：延遲線(xiàn)池，用于將輸入的信號(hào)進(jìn)行衰減并延遲一段時(shí)間后輸出；延遲線(xiàn)池設(shè)有多路延遲時(shí)間不等且能動(dòng)態(tài)調(diào)整衰減系數(shù)的延遲線(xiàn)，延遲線(xiàn)池根據(jù)控制器中的自擾消除模塊的指令選擇衰減系數(shù)，延遲線(xiàn)池中各延遲線(xiàn)的最小延遲時(shí)間根據(jù)發(fā)射通道電路到接收通道電路的信號(hào)延遲時(shí)間確定，延遲線(xiàn)池中各延遲線(xiàn)的最大延遲時(shí)間根據(jù)外部反射信號(hào)經(jīng)由天線(xiàn)進(jìn)入接收通道電路的信號(hào)延遲時(shí)間確定。

更具體而言，每條延遲線(xiàn)的電路由不同的器件組成，具有不同的延遲時(shí)間和衰減系數(shù)，控制器可以通過(guò)控制延遲線(xiàn)池中的電子開(kāi)關(guān)使不同的延遲線(xiàn)組成所需電路從而獲得指定的延時(shí)和衰減系數(shù)。

圖1至6所示的抗干擾全雙工通信裝置中，控制器通過(guò)自擾消除電路以及自身的軟件算法對(duì)自擾信號(hào)進(jìn)行消除以實(shí)現(xiàn)同時(shí)、同信道的全雙工通信，在受到外部干擾時(shí)，控制器根據(jù)誤碼率判斷是否需要跳轉(zhuǎn)至另一個(gè)信道進(jìn)行通信。

需要說(shuō)明的是，由于外部環(huán)境的變化，自擾信號(hào)本身會(huì)發(fā)生變化，作為接收方時(shí)，抗干擾全雙工通信裝置可使發(fā)射放暫時(shí)停止發(fā)出信號(hào)，而自己通過(guò)發(fā)出信號(hào)來(lái)判斷自擾信號(hào)的特征，這樣動(dòng)作可以定義為自擾信號(hào)檢測(cè)，在進(jìn)行通信時(shí)可以不時(shí)地進(jìn)行這樣的動(dòng)作，但是如果過(guò)于頻繁進(jìn)行這樣的檢測(cè)動(dòng)作，通信的效率容易降低。

如圖7所示的抗干擾全雙工通信裝置包括一個(gè)陀螺儀，該陀螺儀連接至控制器，陀螺儀用于檢測(cè)抗干擾全雙工通信裝置是否發(fā)生位置變化，如果發(fā)生較大的位置變化，或者即以發(fā)生位置變化作為觸發(fā)條件，一旦發(fā)生未知變化則進(jìn)行一次自擾信號(hào)檢測(cè)。進(jìn)一步地，如圖7所示的抗干擾全雙工通信裝置包括一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)電路，該標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)電路可以發(fā)射固定頻譜的信號(hào)，這樣一來(lái)控制器可以控制標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)電路發(fā)出信號(hào)以檢測(cè)當(dāng)前環(huán)境對(duì)信號(hào)發(fā)射的影響，如果標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)電路發(fā)出的信號(hào)所帶來(lái)的反射信號(hào)被接收通道電路接收后發(fā)現(xiàn)沒(méi)有變化，則證明環(huán)境沒(méi)有發(fā)生較大變化，則不必進(jìn)行自擾信號(hào)檢測(cè)。

以下結(jié)合以上硬件基礎(chǔ)，介紹一種抗干擾全雙工通信方法。該抗干擾全雙工通信方法包括如下步驟：

發(fā)送方的通信裝置在預(yù)設(shè)的通信信道上以半雙工的方式向接收方發(fā)送建立鏈路請(qǐng)求信息；

接收方的通信裝置在收到發(fā)送方的通信裝置的建立鏈路請(qǐng)求信息后，以半雙工的方式向發(fā)送方的通信裝置發(fā)出建立鏈路應(yīng)答信息；

發(fā)送方的通信裝置向接收方的通信裝置發(fā)送信號(hào)以傳輸數(shù)據(jù)信息；

接收方的通信裝置在接收到發(fā)送方的通信裝置所發(fā)送數(shù)據(jù)信息的第一個(gè)編碼塊之后，進(jìn)入全雙工通信模式；

接收方的通信裝置利用并發(fā)的反向鏈路向發(fā)送方的通信裝置傳輸控制信息；

發(fā)送方的通信裝置根據(jù)來(lái)自接收方的通信裝置的控制信息更新本機(jī)可用頻率集合，調(diào)整數(shù)據(jù)鏈路的傳輸帶寬，編碼以及調(diào)制方式；

接收方的通信裝置判斷當(dāng)前通信是否受到干擾，如果受到干擾，接收方的通信裝置通過(guò)控制信息告知發(fā)送方的通信裝置，發(fā)送方的通信裝置發(fā)出頻率切換請(qǐng)求；

等待一個(gè)預(yù)設(shè)時(shí)延之后，發(fā)送方的通信裝置和接收方通信裝置的將通信頻率重置為候選頻率；

發(fā)送方的通信裝置和接收方通信裝置在候選頻率上建立新的全雙工通信鏈路，發(fā)送方的通信裝置從新傳輸受到干擾的數(shù)據(jù)信息以及新生成數(shù)據(jù)信息。

具體而言，建立鏈路請(qǐng)求信息包括：本機(jī)可用信道集合、通信鏈路的調(diào)制參數(shù)集合。建立鏈路應(yīng)答信息包括：選定的通信鏈路頻率、帶寬、調(diào)制參數(shù)。

發(fā)送方的通信裝置在發(fā)送建立鏈路請(qǐng)求信息時(shí)同時(shí)設(shè)置本機(jī)的自擾消除電路的參數(shù)。對(duì)應(yīng)地，接收方的通信裝置在發(fā)送建立鏈路應(yīng)答信息時(shí)同時(shí)設(shè)置本機(jī)的自擾消除電路的參數(shù)。

接收方的通信裝置在接收到發(fā)送方的通信裝置所發(fā)送數(shù)據(jù)信息的第一個(gè)編碼塊之后進(jìn)入全雙工通信模式中的編碼快的取值大小為1至100比特。

接收方的通信裝置的控制器根據(jù)誤碼率、信噪比、鏈路質(zhì)量指標(biāo)判斷是否需要切換頻率。

當(dāng)通信鏈路中斷時(shí)，發(fā)送方和接收方的通信裝置均切換至備用信道上重新建立連接。發(fā)送方和接收方的通信裝置均切換至備用信道上之前需要等待一段時(shí)間。

另外，為自擾消除電路產(chǎn)生的自擾消除信號(hào)設(shè)置一個(gè)延時(shí)后在輸出至接收通道電路。

需要說(shuō)明的是，動(dòng)態(tài)頻譜接入的關(guān)鍵技術(shù)是空閑頻譜檢測(cè)和頻率捷變。其中，空閑頻譜檢測(cè)包括基于信號(hào)能量的檢測(cè)方法、基于信號(hào)波形的檢測(cè)方法等為本領(lǐng)域人員所熟知的技術(shù)。

頻譜捷變指的是發(fā)送方和接收方能夠快速協(xié)商并同步切換載波頻率的候選頻率進(jìn)行傳輸。其實(shí)現(xiàn)方式有很多也不限于某一種方式。

發(fā)送方和接收方各自維持可用信道的集合fi和fj，這里的信道指的是具有一定帶寬的頻譜。在初始狀態(tài)下，雙方的可用信道是預(yù)先設(shè)定的，稱(chēng)為備用信道fb。雙方建立通信鏈路后，利用反饋信道交換可用信道集合，兩個(gè)集合的交集就是雙方的候選信道集合f＝{f1,f2,f3,……}。雙方根據(jù)頻譜檢測(cè)的結(jié)果(例如，各信道的空閑率、帶寬、載噪比等指標(biāo))對(duì)候選信道集合進(jìn)行排序，并從中選擇最優(yōu)頻率。在頻率切換后，若出現(xiàn)信號(hào)同步或捕獲的異常而導(dǎo)致通信鏈路中斷，雙方都應(yīng)在等待一段超時(shí)間隔后切換到備用信道上重新建立連接。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本發(fā)明，凡采用等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。