本发明专利技术提出了一种天线自适应干扰消除装置、方法及其天线阵列、通信设备。天线自适应干扰消除装置应用于多天线通信系统，包括：多个通信端口，分别与多个天线通信；天线自适应干扰消除模块，设置于所述多个通信端口与所述多个天线之间，用于自适应地消除所述多个天线中任意天线之间的互相干扰。适用于含有两个及两个以上的任意形式的天线阵；并能够自适应由于环境等内在和/或外在因素造成的天线干扰的动态变化，能够有效地降低天线互相干扰，降低接收机噪声，并且提高信噪比，进而提高数据的吞吐率和传输的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线通信技术，尤其涉及自适应天线干扰消除原理、装置、方法及其天线阵列、通信设备。
技术介绍
现今正处在第四代移动通信系统向下一代无线通信系统的演进过程中。提高数据速率，降低通信延迟，保障数据传输的稳定性以及提高服务质量是现今无线行业的发展方向。为了提高数据速率，更多复杂的通讯方法正在不断地被引入到当今的无线终端和网络设备中。在这其中，相对重要的技术主要有：多路输入输出(MIMO)技术，载波聚合技术(carrier aggregation)，全双工技术(full duplex)。多路输入输出技术利用在收发系统之间的多个天线之间存在的多个空间信道上，传输多流相互正交的数据，能够提高数据吞吐率，以及提高通信的稳定性。载波聚合技术的核心是将多个带宽较窄的载波聚合成一个带宽较宽的载波，直接提高了通信的频带宽度，同时提高了一些不连续的频谱碎片的利用率，能够在现有技术水平下，最大限度的利用已有的LTE设备和频谱资源。得益于较宽的频谱，根据香农公式，通信带宽与速率成正比关系，通过载波聚合技术增加带宽后，通信速率能进一步的提升。另外，载波聚合技术还可以使得网络的使用更加均衡，使得用户可以均衡的占用一定范围内的可用频谱。全双工技术是近期学术界和工业界关注的热点技术，与载波聚合技术完全不同。全双工技术中，无线通信设备采用完全相同的频率，在相同的时间，同一信道中同时发射和接收无线信号。在最优情况下，可以使得无线通信链路的频谱效率提高一倍。现今的数据终端，在小型化的趋势下，依然需要越来越多的天线来支持MIMO和载波聚合技术；同时也兼容了越来越多的通讯协议，包括：LTE，LTE-Advanced，Wi-Fi,GPS,Bluetooth,NFC等。由于频谱资源极度有限，再考虑到类似全双工这类技术，不同天线之间在相近甚至相同的频率之间产生的互相干扰越发复杂和强烈。特别是最近一段时间，对于多天线干扰问题的研究和关注，主要集中在：(1)天线之间的干扰从原来的两个天线慢慢发展到多个天线之间的干扰。比较典型的就是Wi-Fi MIMO的两根天线和主、分集天线Band40，Band41之间的互相干扰问题，涉及到了三个甚至四根天线。(2)对降低干扰的要求越来越高。特别是对于靠近的频段，全双工系统，对消除干扰的要求从原来的20dB，提高到100dB以上。考虑若干天线工作在较为靠近的频段上，如图1所示，发射机发射的信号通常功率较高，最高可达30dBm或者更高。由于天线之间的隔离度通常只有15至20dB，而在相邻频段工作的滤波器最多可以提供40至50dB的衰减，而接收机的灵敏度在-90dBm附近，因此，现有技术所能提供的隔离度对干扰信号的衰减远远达不到要求。下面通过一个简单的链路预算来说明同频或靠近频率间收发机的干扰：对于一个Wi-Fi系统来说，发射功率PT通常为20dBm，滤波器在靠近频段的衰减可以达到40至50dB,而由于不同的天线或者同一天线连接的环形器可以提供的收发隔离一般只有15-20dB，而接收机B的灵敏度(假设接收机B为LTE Band40接收机)一般为-90dBm，如下式： P r = P T - | S 21 F | d B - | S 21 A | d B = 20 d B m - 50 d B - 20 d B = - 30 d B m > > - 90 d B m ]]>由于泄漏到接收机的干扰信号的功率Pr远大于接收机B的灵敏度，如果不采取任何干扰消除手段，则接收机B将收不到任何有用信号。进一步地讲，在接收机B动态范围有限的情况下，如此大的功率还会造成接收机饱和，使得接收信号严重失真，没办法在信号处理环节用算法复原。同样地，对于图2所示的，发射机A和接收机B拥有完全相同的频率，则发射机对接收机的干扰就更为的强烈。特别是在全双工通信系统中，这种现象将在未来通信系统中非常普遍。现有技术中对多天线之间的干扰消除效果很差，且不能动态自适应的消除天线之间的干扰。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术中的缺陷，提出了如下技术方案。一种天线自适应干扰消除装置，应用于多天线通信系统，包括：多个通信端口，分别与多个天线相连接；天线自适应干扰消除模块，设置于所述多个通信端口与所述多个天线之间，用于自适应地感应干扰信号的幅度和相位特征，并根据所述幅度和相位特征自适应地产生消扰信号，来消除所述多个天线中任意天线之间的互相干扰。根据本专利技术的天线自适应干扰消除装置，能够实时地检测干扰信号的幅度和相位，并根据检测到的干扰信号自适应地产生消扰信号，比如产生的消扰信号与干扰信号幅度相同相位相反，这样就能够动态自适应地消除天线之间的干扰。更进一步地，所述多个通信端口分别与多个收发机相连接，使得所述多个收发机通过所述多个天线收发信号。更进一步地，所述天线自适应干扰消除模块包括：多个功率分配模块，用于分配从所述多个通信端口传输到所述多个天线和从当前通信端口传输到所述天线自适应干扰消除模块的功率；多个消扰信号传输电路，用来以可控的延迟在所述多个天线之间传输消扰信号；多个控制和反馈电路，用于产生控制和反馈信号，用于控制所述多个功率分配模块和所述消扰信号的幅度和相位，并反馈经过干扰消除后所述多个天线之间的干扰状态；幅相均衡模块，接收所述多个控制和反馈电路的反馈信号，经过计算确定各个功率分配模块上的功率配比和消扰信号传输电路上的信号时延和/或相位，之后将通过所述多个控制和反馈电路控制所述消扰信号的传输路径、传输幅度、时延和/或相位，动态的消除所述多个天线中的任意天线之间的干扰。更进一步地，所述天线自适应干扰消除模块还包括：多个天线调谐电路，用于调整所述多个天线的谐振频率和匹配状态；多个可调匹配电路，用于调整所述多个通信端口的匹配状态。更进一步地，所述的多个消扰信号传输电路跨接在不同的天线之间。更进一步地，所述天线自适应干扰消除模块还包括：可调增益/衰减模块，串接在所述消扰信号传输电路上，用于调整所述消扰信号的幅度大小；可调移相器，串接在所述消扰信号传输电路上，用于调整所述消扰信号的相位大小。更进一步地，所述多个天线构成线形阵列、方形阵列、圆形阵列或其他形状的阵列形式。更进一步地，所述多个天线中的各天线工作在相同的频段。更进一步地，所述多个天线中的各天线工作在不同的频段，所述频段是相邻的频段，或者是部分重叠的频段。更进一步地，所述消扰信号传输电路是微波传输线、相位器、谐振器、滤波器或集成电路元件。本专利技术还提出了一种天线阵列，其使用上述的天线自适应干扰消除装置，用于消除天线阵列中的各个天线之间的干扰。更进一步地，所述天线阵列包括线形阵列、方形本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于多天线通信系统的天线自适应干扰消除装置，其特征在于，包括：多个通信端口，所述多个通信端口分别与多个收发机相连接，使得所述多个收发机通过所述多个天线来收发信号；和天线自适应干扰消除模块，设置于所述多个通信端口与所述多个天线之间，用于自适应地感应干扰信号的幅度和相位的特征，并根据所述幅度和相位的特征自适应地产生消扰信号，来消除所述多个天线中任意天线之间的互相干扰。
【技术特征摘要】
1.一种用于多天线通信系统的天线自适应干扰消除装置，其特征在于，包括：多个通信端口，所述多个通信端口分别与多个收发机相连接，使得所述多个收发机通过所述多个天线来收发信号；和天线自适应干扰消除模块，设置于所述多个通信端口与所述多个天线之间，用于自适应地感应干扰信号的幅度和相位的特征，并根据所述幅度和相位的特征自适应地产生消扰信号，来消除所述多个天线中任意天线之间的互相干扰。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述天线自适应干扰消除模块包括：多个功率分配模块，用于分配从所述多个通信端口传输到所述多个天线和从当前通信端口传输到所述天线自适应干扰消除模块的功率；多个消扰信号传输电路，用来以可控的延迟在所述多个天线之间传输消扰信号；多个控制和反馈电路，用于产生控制和反馈信号，控制所述多个功率分配模块和所述消扰信号的幅度和相位，并检测经过干扰消除后残余的信号的幅度与相位；以及幅相均衡模块，接收所述多个控制和反馈电路的反馈信号，经过计算确定所述多个功率分配模块中的各个功率分配模块上的功率的配比和所述多个消扰信号传输电路上的信号时延和/或相位，之后将通过所述多个控制和反馈电路控制所述消扰信号的传输路径、传输幅度、时延和/或相位，动态地消除所述多个天线中的任意天线之间的干扰。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述天线自适应干扰消除模块还包括：多个天线调谐电路，用于调整所述多个天线的谐振频率和匹配状态；和多个可调匹配电路，用于调整所述多个通信端口的匹配状态。4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述多个消扰信号传输电路跨接在所述多个天线中的任意天线之间。5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述天线自适应干扰消除模块还包括：可调增益/衰减模块，串接在所述多个消扰信号传输电路上，用于调...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵鲁豫，阎冬，
申请(专利权)人：深圳微迎智科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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