一种同时同频全双工极限自干扰抵消系统技术方案

本发明专利技术公开了一种同时同频全双工极限自干扰抵消系统，主要包括天线单元、基带信号处理单元、射频干扰重建单元、第一射频发射通道、第二射频发射通道、第一射频反馈通道、第二射频反馈通道和第一射频接收通道；通过信号预校正、非线性及相噪提取、射频干扰重建、数字干扰抵消完成自干扰信号抵消，在发送端设置信号预校正模块和调整器模块，设置射频干扰重建单元、数字干扰抵消模块，同时提取发射的非线性自干扰及预校正信号的非线性自干扰。本发明专利技术适用于同时同频全双工环境下，联合发送端和接收端消除同时同频干扰，将自干扰抵消性能做到极限，不仅使频谱利用率翻倍，且改善系统的通信质量，提高通信设备在同时同频的环境下工作的稳定性与可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线通信领域中干扰自消除系统，特别是涉及一种同时同频全双工极限自干扰抵消系统。
技术介绍
当前无线通信系统采用时分双工或者频分双工的方法进行双向通信。时分双工系统，使用相同频率，但不同时隙来传输数据，从而隔离上下行链路之间的干扰。频分双工系统，使用相同时隙，但不同频率来传输数据，从而隔离上下行链路之间的干扰。这两种双工方法，在隔离上行和下行链路过程中，分别牺牲了时间资源和频率资源，导致频谱利用率低下。当今社会对无线数据业务需求日益增加，空间无线信道拥挤程度却愈发突出，这迫使人们不断寻求新方法来提高频谱资源利用率和设备抗干扰性能。如果无线通信设备使用相同时间、相同频率的全双工技术来发射和接收无线信号，毫无疑问这将使得无线通信链路的频谱效率提高一倍。然而，无线通信设备的发送端和接收端同时同频工作时，会使发送端产生的发送信号进入接收端的接收通道，形成自信号干扰，该自干扰强度远远强于接收端收到的来自远端无线通信设备信号的强度，从而严重影响接收端对远端无线设备发送信号的接收。通常情况，这将会降低接收端的灵敏度，增加误码率，导致通信性能下降；严重情况下，接收端接收通道将被堵塞，导致接收功能完全丧失，甚至烧毁接收机前端。为了实现同频同时传输，提高无线通信的频谱效率，有效的干扰消除技术至关重要，现有
已出现了相关的干扰消除方法。如中国专利申请号200710162086.8公开了一种共站址干扰消除系统和方法。该专利公开的技术方案中，将共站址干扰基站的发射信号，作为干扰抵消信号，传输到接收基站进行时延、幅度和相位调整，然后通过与接收天线接收的干扰信号相加，完成抵消。然而，该方法只考虑了射频接收端对自干扰信号的调整，并且没有考虑多径、非线性和相噪等因素对干扰的有效消除。中国专利申请号200610113054.4公开了一种适用于同频同时隙双工的干扰消除方法。该专利所公开的技术方案中，通过接收机中设置信号预处理和天线布放的方法来进行干扰抵消。按照该方法，信号预处理需要系统协议配合，设置无线终端停止发送信号的特殊时隙，接收天线需要尽可能放置在干扰发射天线辐射的极小点位置，在具体实施时操作麻烦。中国专利申请号201210035077.3公开了一种单个载体中多种电磁设备间同时同频工作的方法。该专利所公开的技术方案中，面积有限或体积有限的单个载体内的多个设备增加数字 接口和模拟接口，在各个设备接收流程中通过模拟干扰抑制和数字干扰抑制来完成干扰抵消。然而，该方法没有考虑联合发送端进行射频自干扰消除，并且也没有消除自干扰中非线性和相位噪声的影响。综上，现有自干扰抵消技术方案，没有考虑在存在非线性、相位噪声、多径下，如何将自干扰抵消做到极限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种同时同频全双工极限自干扰抵消系统，它联合发送端和接收端消除同时同频自干扰，消除非线性和相位噪声，提高频谱利用率，将自干扰抵消性能提升到极致，从而使通信设备在同时同频的环境下工作得更为稳定。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种同时同频全双工极限自干扰抵消系统，它包括天线单元、基带信号处理单元、射频干扰重建单元、第一射频发射通道、第二射频发射通道、第一射频反馈通道、第二射频反馈通道和第一射频接收通道。基带信号处理单元的第一发送端通过第一射频发射通道分别与天线单元的发送端、射频干扰重建单元的输入端和第一射频反馈通道的输入端连接，第一射频反馈通道的输出端与基带信号处理单元的第一反馈端连接，射频干扰重建单元的输出端和天线单元的接收端均通过第一加法器与第一射频接收通道的输入端连接，第一射频接收通道的输出端与基带信号处理单元的接收端连接。基带信号处理单元的第二发送端与第二射频发射通道的输入端连接，第二射频发射通道输出端与第二射频反馈通道的输入端连接，还通过第一加法器与第一射频接收通道的输入端连接，第二射频反馈通道的输出端与基带信号处理单元的第二反馈端连接。所述的天线单元包括收发天线3，所述天线单元的发送端和接收端共用该收发天线3，该收发天线3通过环行器4分别与天线单元的发送端和接收端连接。所述的天线单元包括多根天线，所述天线单元的发送端和接收端分别设置有发送端天线1和接收端天线2，发送端天线1与天线单元的发送端连接，接收端天线2与天线单元的接收端连接。所述基带信号处理单元包括基带发射信号处理单元、基带接收信号处理单元、信道估计模块、信号预校正模块、数字干扰抵消模块、第一调整器模块和第二调整器模块。基带发射信号处理单元的输出端分别与基带信号处理单元的第一发送端、第一调整器模块、信道估计模块、信号预校正模块和数字干扰抵消模块的输入端连接，基带发射信号处理单元还与基带接收信号处理单元相互连接。基带接收信号处理单元的输入端与数字干扰抵消模块的输出端连接，数字干扰抵消模块 的输入端分别与基带信号处理单元的接收端、基带信号处理单元的第一反馈端、基带信号处理单元的第二反馈端和信号预校正模块的输出端连接。第一调整器模块的输入端还与基带信号处理单元的第一反馈端连接，第一调整器模块的输出端和第一射频反馈通道的输出端通过第二加法器与基带信号处理单元的第一反馈端连接。第二调制器模块的输入端分别与信号预校正模块的输出端和基带信号处理单元的第二反馈端连接，第二调制器模块的输出端和第二射频反馈通道的输出端通过第三加法器与基带信号处理单元的第一反馈端连接。信道估计模块的输入端还与基带信号处理单元的接收端连接，信道估计模块的输出端与信号预校正模块输入端连接，信号预校正模块的输出端还与基带信号处理单元的第二发送端连接。所述数字干扰抵消模块包括非线性及相噪干扰重建模块、线性数字干扰重建模块和第四加法器。第四加法器的输入端分别与非线性及相噪干扰重建模块的输出端、线性数字干扰重建模块的输出端和基带信号处理单元的接收端连接，第四加法器的输出端分别与基带接收信号处理单元的输入端、非线性及相噪干扰重建模块的输入端和线性数字干扰重建模块的输入端连接。非线性及相噪干扰重建模块的输入端还分别与信号预校正模块的输出端、基带发射信号处理单元的输出端、基带信号处理单元的第一反馈端、基带信号处理单元的第二反馈端和基带信号处理单元的接收端连接。线性数字干扰重建模块的输入端还分别与信号预校正模块的输出端、基带发射信号处理单元的输出端和基带信号处理单元的接收端连接。所述第一加法器的输出端还与射频干扰重建单元的输入端连接。所述射频干扰重建单元包括时延调整模块、调幅模块、调相模块和控制模块，控制模块分别与依次串联的时延调整模块、调幅模块和调相模块的控制端连接，时延调整模块的输入端与射频干扰重建单元的输入端连接，调相模块的输出端与射频干扰重建单元的输出端连接。所述第二加法器与基带信号处理单元的第一反馈端之间还设置有串联的第一放大器和第三模数转换器ADCⅢ，所述第二加法器与第一调整器模块的输出端之间还设置有第二数模转换器DACⅡ。所述第三加法器与基带信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种同时同频全双工极限自干扰抵消系统，其特征在于：它包括天线单元、基带信号处理单元、射频干扰重建单元、第一射频发射通道、第二射频发射通道、第一射频反馈通道、第二射频反馈通道和第一射频接收通道；基带信号处理单元的第一发送端通过第一射频发射通道分别与天线单元的发送端、射频干扰重建单元的输入端和第一射频反馈通道的输入端连接，第一射频反馈通道的输出端与基带信号处理单元的第一反馈端连接，射频干扰重建单元的输出端和天线单元的接收端均通过第一加法器与第一射频接收通道的输入端连接，第一射频接收通道的输出端与基带信号处理单元的接收端连接；基带信号处理单元的第二发送端与第二射频发射通道的输入端连接，第二射频发射通道输出端与第二射频反馈通道的输入端连接，还通过第一加法器与第一射频接收通道的输入端连接，第二射频反馈通道的输出端与基带信号处理单元的第二反馈端连接。

【技术特征摘要】
1.一种同时同频全双工极限自干扰抵消系统，其特征在于：它包括天线单元、基带信号处理单元、射频干扰重建单元、第一射频发射通道、第二射频发射通道、第一射频反馈通道、第二射频反馈通道和第一射频接收通道；
基带信号处理单元的第一发送端通过第一射频发射通道分别与天线单元的发送端、射频干扰重建单元的输入端和第一射频反馈通道的输入端连接，第一射频反馈通道的输出端与基带信号处理单元的第一反馈端连接，射频干扰重建单元的输出端和天线单元的接收端均通过第一加法器与第一射频接收通道的输入端连接，第一射频接收通道的输出端与基带信号处理单元的接收端连接；
基带信号处理单元的第二发送端与第二射频发射通道的输入端连接，第二射频发射通道输出端与第二射频反馈通道的输入端连接，还通过第一加法器与第一射频接收通道的输入端连接，第二射频反馈通道的输出端与基带信号处理单元的第二反馈端连接。
2.根据权利要求1所述的一种同时同频全双工极限自干扰抵消系统，其特征在于：所述的天线单元包括收发天线（3），所述天线单元的发送端和接收端共用该收发天线（3），该收发天线（3）通过环行器（4）分别与天线单元的发送端和接收端连接。
3.根据权利要求1所述的一种同时同频全双工极限自干扰抵消系统，其特征在于：所述的天线单元包括多根天线，所述天线单元的发送端和接收端分别设置有发送端天线（1）和接收端天线（2），发送端天线（1）与天线单元的发送端连接，接收端天线（2）与天线单元的接收端连接。
4.根据权利要求1所述的一种同时同频全双工极限自干扰抵消系统，其特征在于：所述基带信号处理单元包括基带发射信号处理单元、基带接收信号处理单元、信道估计模块、信号预校正模块、数字干扰抵消模块、第一调整器模块和第二调整器模块；
基带发射信号处理单元的输出端分别与基带信号处理单元的第一发送端、第一调整器模块、信道估计模块、信号预校正模块和数字干扰抵消模块的输入端连接，基带发射信号处理单元还与基带接收信号处理单元相互连接；
基带接收信号处理单元的输入端与数字干扰抵消模块的输出端连接，数字干扰抵消模块的输入端分别与基带信号处理单元的接收端、基带信号处理单元的第一反馈端、基带信号处理单元的第二反馈端和信号预校正模块的输出端连接；
第一调整器模块的输入端还与基带信号处理单元的第一反馈端连接，第一调整器模块的输出端和第一射频反馈通道的输出端通过第二加法器与基带信号处理单元的第一反馈端连接；
第二调制器模块的输入端分别与信号预校正模块的输出端和基带信号处理单元的第二反馈端连接，第二调制器模块的输出端和第二射频反馈通道的输出端通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈莹，潘文生，邵士海，马万治，唐友喜，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51