本实用新型专利技术提供一种全双工无线通信模拟自干扰消除装置，能够实现数据吞吐量的倍增。所述装置包括：天线，用于收发信号；功分器，用于将发射信号分成两路，第一路接入射频交换模块，第二路经过环形器后发出；环形器，用于对发射链路和接收链路的信号进行隔离，并将接收到的信号发送至射频交换模块；射频交换模块，用于向指定的模拟消除模块发送其对应天线的发射链路耦合信号和自身天线的接收链路的接收信号，并接收模拟消除模块输出的信号；模拟消除模块，用于消除干扰信号；控制主板，用于连接所述射频交换模块与模拟消除模块，并输出控制指令对所述射频交换模块和模拟消除模块进行控制。本实用新型专利技术适用于通信技术领域。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及通信
，特别是指一种全双工无线通信模拟自干扰消除装置。
技术介绍
随着移动通信技术的不断发展，数据业务呈指数增长，无线网络的信道容量和频谱效率都亟待提升。然而，现有的无线通信装置通常都使用时分双工或者频分双工等半双工模式实现数据的发送和接收，并不能实现在同一频段的同时收发，导致了频谱资源的极大浪费。全双工模式可以同时同频收发信号，相比于频分双工系统，提高了无线通信装置的频谱效率。相比于时分双工系统，可近似实现信道容量倍增。然而，全双工设备接收到的来自设备自身发射天线的发射信号(即自干扰)功率远大于接收到的有用信号的功率，自干扰信号严重影响了全双工装置的装置性能。在现有的多天线同时同频收发全双工装置中，天线被分为发射天线和接收天线，一半数量的天线仅用来发射信号，另一半数量的天线仅用来接收信号。若总天线数为N，则该装置的最大收发链路数为N/2 ;这种收发天线分离的全双工装置导致整个设备的数据吞吐量减半。另外，现有的全双工模拟自干扰消除装置多采用单电路板的一体式设计，不能调整天线和模拟消除模块的数量，且电路占用面积巨大，其可扩展性和实用性都比较差。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种全双工无线通信模拟自干扰消除装置，以解决现有技术所存在的采用收发天线分离方式的全双工装置导致整个设备的数据吞吐量减半的问题。为解决上述技术问题，本技术实施例提供一种全双工无线通信模拟自干扰消除装置，包括:天线、功分器、环形器、射频交换模块、模拟消除模块和控制主板；所述天线，用于发射信号和接收信号；所述功分器，用于当发射信号时，将所述发射信号分成两路，并将第一路信号接入射频交换模块，第二路信号经过所述环形器后通过所述天线进行发射；所述环形器，用于对发射链路和接收链路的信号进行初步隔离，并将所述天线接收到的信号发送至所述射频交换模块；所述射频交换模块，用于向指定的模拟消除模块发送该模拟消除模块对应天线的发射链路耦合信号和自身天线的接收链路的接收信号，并接收所述模拟消除模块输出的信号供后续模拟消除模块使用或直接输出；所述模拟消除模块，用于将接收到的发射链路耦合信号和接收链路的接收信号作为输入，对自身天线的自干扰信号或其他天线对该天线的干扰信号进行消除；所述控制主板，用于连接所述射频交换模块与模拟消除模块，并输出控制指令对所述射频交换模块和模拟消除模块进行控制。进一步地，当天线为N根时，每根天线都对应N个模拟消除模块，所述装置包括N*N个模拟消除模块；模拟消除模块Cm，用于将天线m的发射链路耦合信号和天线η的接收链路的接收信号作为输入，以消除天线m对天线η的干扰信号，其中，m为1，2，......，Ν_1, Ν，η为1，2，......,Ν-1,Νο进一步地，所述装置的工作周期包括:训练周期和数据传输周期；当天线的数量为Ν时，每个训练周期包括Ν个训练时隙，每个训练时隙对应一根天线；在训练周期，每根天线以训练时隙为分割轮流收发训练序列，在每个训练时隙中，有且仅有一根天线收发训练序列，其他天线仅接收训练序列，其中，收发训练序列包括:发送训练序列并接收自身天线发送的所述训练序列；在数据传输周期，所述装置的所有天线均在同一频率同时收发信号。进一步地，在天线i对应的训练时隙i中，所述射频交换模块，还用于开启模拟消除模块Cin，并关闭模拟消除模块C]n，其中，i小于等于N，j小于等于N，i不等于j，n为1，2，......,N-l,No进一步地，在天线i对应的训练时隙i中，所述射频交换模块，还用于控制天线i的发射链路耦合信号和天线j的接收链路的接收信号进入天线j对应的模拟消除模块C1]<3其中，i小于等于N，j小于等于N。进一步地，在天线i对应的训练时隙i中，天线i收发训练序列，模拟消除模块k得到天线i的自干扰消除参数；天线j接收天线i发送的训练序列，模拟消除模块h得到天线i对天线j的干扰消除参数，其中，i小于等于N，j小于等于N，i不等于j。进一步地，在数据传输周期，所述射频交换模块，还用于开启所有模拟消除模块；在数据传输周期，所述模拟消除模块，还用于根据训练周期中得到的自干扰消除参数消除自身天线自干扰信号，或根据训练周期中得到的天线间的干扰消除参数消除该天线与其他天线间的干扰信号。进一步地，在数据传输周期，所述射频交换模块，还用于控制天线η的发射链路耦合信号和天线i的接收链路的接收信号进入天线i对应的模拟消除模块Cni，并接收模拟消除模块Cni输出的信号供后续模拟消除模块使用或直接输出；或，所述射频交换模块，还用于控制天线i的接收链路的接收信号跳过天线j对应的模拟消除模块Cn]，其中，i小于等于N，j小于等于N，i不等于j，η为1，2，……，N-l，Ν。所述控制主板包括:可编程主控芯片以及金手指插槽；所述可编程主控芯片，用于输出控制指令开启或关闭特定的模拟消除模块及控制所述射频交换模块接入特定的模拟消除模块，并控制所述模拟消除模块对自身天线的自干扰信号或其他天线对该天线的干扰信号进行消除；所述射频交换模块的功能受主控芯片的程序控制；所述模拟消除模块的干扰消除算法以及数据采集和检测等功能受主控芯片的程序控制；所述射频交换模块与所述控制主板之间通过金手指插槽形式进行连接；或，所述模拟消除模块与所述控制主板之间通过金手指插槽形式进行连接；当天线为N根时，插入所述控制主板金手指插槽的模拟消除模块的数量为N*N，所述N为正整数。进一步地，所述射频交换模块与所述模拟消除模块之间通过射频线缆进行连接；所述射频交换模块垂直于所述控制主板；或，所述模拟消除模块垂直于所述控制主板。本技术的上述技术方案的有益效果如下:上述方案中，通过模拟消除模块不仅能够消除自身天线信号收发所带来的自干扰信号，还能消除由于其他天线的信号传输带来的天线间干扰，且每根天线能够使用同样的频率同时进行发送和接收，相比于传统的频分双工系统，可以大大的提升频谱利用率；相比于传统的时分双工系统，可以近似实现信道容量的倍增；现有的收发天线分离的全双工方案，只能利用一半数量的天线进行信号发送，另一半数量的天线进行信号接收，因而整个系统的收发链路数缩减了一半，而本技术所提出的全双工方案所获得的空间分集增益和数据吞吐量是收发天线分离方案的两倍。另外，上述方案中，装置可以根据天线的个数来调整插入控制主板金手指插槽的模拟消除模块的数量。因而，本技术所提出的全双工方案不仅适用于单天线场景，也可适用于不同天线数量的多天线场景，具有很高的扩展性；本装置的模拟消除模块和射频交换模块均垂直于控制主板，因而本装置相比于现有的单电路板模拟消除设计方案，能够大大节省占用面积。【附图说明】图1为本技术实施例提供的全双工无线通信模拟自干扰消除装置的结构示意图；图2为本技术实施例提供的工作时序图。【具体实施方式】为使本技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本技术针对现有的采用收发天线分离方式的全双工装置导致整个设当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种全双工无线通信模拟自干扰消除装置，其特征在于，包括：天线、功分器、环形器、射频交换模块、模拟消除模块和控制主板；所述天线，用于发射信号和接收信号；所述功分器，用于当发射信号时，将所述发射信号分成两路，并将第一路信号接入射频交换模块，第二路信号经过所述环形器后通过所述天线进行发射；所述环形器，用于对发射链路和接收链路的信号进行初步隔离，并将所述天线接收到的信号发送至所述射频交换模块；所述射频交换模块，用于向指定的模拟消除模块发送该模拟消除模块对应天线的发射链路耦合信号和自身天线的接收链路的接收信号，并接收所述模拟消除模块输出的信号供后续模拟消除模块使用或直接输出；所述模拟消除模块，用于将接收到的发射链路耦合信号和接收链路的接收信号作为输入，对自身天线的自干扰信号或其他天线对该天线的干扰信号进行消除；所述控制主板，用于连接所述射频交换模块与模拟消除模块，并输出控制指令对所述射频交换模块和模拟消除模块进行控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张中山，孙晓晖，庄辉，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：新型
国别省市：北京;11
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