一种全双工通信的数字域自干扰消除方法及一种基站技术

本发明专利技术提供一种全双工通信的数字域自干扰消除方法及一种基站，用于解决现有技术对协议设计以及流程控制的匮乏问题。所述全双工通信的数字域自干扰消除方法包括：基站与移动设备发送同频信号；在下行信号的一个预留位置插入预先设定的训练序列；所述预留位置与所述移动设备发送的上行信号中没有发送信号的空闲位置相对应；根据预先设定的训练序列和接收到的本地发送的下行信号中插入的训练序列估计出自干扰信道；根据估计出的自干扰信道与本地发送的下行信号，重构出自干扰信号；从接收的上行信号减去所述自干扰信号，得到远端有用信号。上述方案中，以较少的系统开销代价实现了全双工通信，解决了全双工通信过程中自干扰消除的流程控制问题。

Digital domain self interference eliminating method for full duplex communication and a base station

The invention provides a digital domain self interference elimination method and a base station for full duplex communication, which is used to solve the shortage of protocol design and process control in the prior art. The full duplex communication domain digital self interference cancellation method includes: transmitting base station and mobile device signals with the same frequency; in the downlink signal a location reserved for inserting the training sequence set in advance; the corresponding signal without sending uplink signal the reserved position and the mobile device sends the idle position according to the training; the downlink signal sequence into a predetermined local training sequences are sent and received in the estimation from the interference channel; according to the self interference channel and local transmitted downlink signals to estimate the reconstruction from the interference signal; receiving the uplink signal from minus the self interference signal, get the useful signal remote. In the above scheme, full duplex communication is realized with less system overhead, and the process control problem of self interference cancellation in full duplex communication is solved.

【技术实现步骤摘要】
一种全双工通信的数字域自干扰消除方法及一种基站
本专利技术涉及通信领域，特别是指一种全双工通信的数字域自干扰消除方法及一种基站。
技术介绍
近年来移动通信领域高速发展，与通信相关的科学与技术日新月异，通信速度与质量迅猛提升，同时各个行业对通信业务的要求也越来越高，移动通信数据量呈指数级增长。但是频谱资源濒临匮乏，要想提升通信系统的吞吐量，不得不提高通信系统的频谱利用率。全双工通信技术是一种新的通信技术，它能够实现同频同时收发信号，将频谱利用率提升了一倍，使系统容量倍增。然而要想实现全双工通信，不得不面临一个巨大的挑战——自干扰问题。主流的自干扰消除技术，可以分为模拟域自干扰消除技术和数字域自干扰消除技术。现有的技术，大多只描述了自干扰消除方案的架构问题，但是对协议设计以及流程控制的描述还比较匮乏。
技术实现思路
本专利技术提供一种全双工通信的数字域自干扰消除方法，该方法基于TS36.211协议提出了数字域的自干扰消除方法，主要解决在全双工通信过程中自干扰消除的流程控制问题，从而实现多天线全双工通信，本专利技术提出的物理层协议修改方法，弥补了现有的技术在协议设计方面的不足。本专利技术提供的一种全双工通信的数字域自干扰消除方法，包括：基站与移动设备发送同频信号；在下行信号的一个预留位置插入预先设定的训练序列；所述预留位置与所述移动设备发送的上行信号中没有发送信号的空闲位置相对应；根据所述预先设定的训练序列和接收到的本地发送的下行信号中插入的训练序列估计出自干扰信道；根据估计出的自干扰信道与本地发送的下行信号，重构出自干扰信号；从接收的上行信号减去所述自干扰信号，得到远端有用信号。其中，所述预留位置为TS36.211协议中第1号下行子帧的最后一个OFDM符号位置。其中，当所述全双工通信的多天线数字域自干扰消除方法用于双天线系统中时，所述在下行帧的一个预留位置插入预先设定的训练序列，包括：从时域上在下行信号的第1号下行子帧的第13号OFDM符号位置交替地插入第一根收发天线的训练序列和第二根收发天线的训练序列，且在每个预留位置，从频域上连续地插入第一根收发天线或第二根收发天线的训练序列；第一根收发天线和第二根收发天线同时发送所述下行信号。其中，当所述全双工通信的多天线数字域自干扰消除方法用于双天线系统中时，所述在下行帧的一个预留位置插入预先设定的训练序列，包括：在每帧下行信号的第1号下行子帧的第13号OFDM符号位置，从频域上交替地插入第一根收发天线的训练序列和第二根收发天线的训练序列；第一根收发天线和第二根收发天线同时发送所述下行信号。本专利技术还提供一种基站，包括：第一基带处理模块，用于对待发送的信号进行基带处理，在下行信号的一个预留位置插入预先设定的训练序列，得到下行数字信号并输出；所述预留位置与所述移动设备发来的上行信号中没有发送信号的空闲位置相对应；数模转换器，用于对所述第一基带处理模块输出的下行数字信号进行数模转换，得到下行模拟信号；收发天线，用于给目标移动设备发送所述数模转换器输出的下行模拟信号，还用于同频接收自干扰信号与远端移动设备发送的上行模拟信号；模拟域自干扰消除模块，用于根据所述数模转换器输出的下行模拟信号，对所述收发天线接收的自干扰信号和上行模拟信号进行模拟域自干扰消除；模数转换器，用于对所述模拟域自干扰消除模块输出的自干扰信号和上行模拟信号进行模数转换；信道估计模块，用于根据模数转换器输出的自干扰信号中的训练序列以及所述第一基带处理模块用于插入的训练序列，估计出自干扰信道；重构模块，用于根据所述信道估计模块估计出的自干扰信道与所述第一基带处理模块输出的下行数字信号，重构出自干扰信号；数字域自干扰消除模块，用于从所述模数转换器输出的上行数字信号中减去所述重构模块得到的自干扰信号，得到远端有用信号；第二基带处理模块，用于对所述数字域自干扰消除模块输出的远端有用信号进行基带处理后输出。上述基站中，所述收发天线包括发射天线与接收天线，所述发射天线与接收天线通过环形器实现收发隔离。其中，所述基站包括两根收发天线；当所述基站基于TS36.211协议收发信号时；所述第一基带处理模块，具体用于从时域上在下行信号的第1号下行子帧的第13号OFDM符号位置交替地插入第一根收发天线的训练序列和第二根收发天线的训练序列，且在每个预留位置，从频域上连续地插入第一根收发天线或第二根收发天线的训练序列；第一根收发天线和第二根收发天线同时给目标移动设备发送所述下行信号。其中，所述基站包括两根收发天线；当所述基站基于TS36.211协议收发信号时；所述第一基带处理模块，具体用于在每帧下行信号的第1号下行子帧的第13号OFDM符号位置，从频域上交替地插入第一根收发天线的训练序列和第二根收发天线的训练序列；第一根收发天线和第二根收发天线同时给目标移动设备发送所述下行信号。本专利技术的上述技术方案的有益效果如下：上述方案中，利用了上行帧中没有发送信号的空闲位置，在下行帧的对应位置中通过修改了一个OFDM符号的内容，将原来的业务数据变为训练序列，以较少的系统开销代价实现了全双工通信，解决了全双工通信过程中自干扰消除的流程控制问题，弥补了现有的技术在协议设计方面的不足。此外，可以根据信道特性的变化快慢来选择不同的训练序列插入方式，以保证信道估计的准确性。附图说明图1为本专利技术的一种全双工通信的数字域自干扰消除方法流程图；图2为TS36.211上下行帧结构示意图；图3为双天线连续插入训练序列示意图；图4为双天线连续插入训练序列发送流程示意图；图5为双天线交错插入训练序列示意图；图6为双天线交错插入训练序列发送流程示意图；图7为本专利技术的一种用于全双工通信的基站组成结构示意图。具体实施方式为使本专利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。如图1为本专利技术的一种全双工通信的数字域自干扰消除方法流程图，该方法用于全双工通信系统中的基站，如图1中所示，该方法包括如下步骤S101-S105：S101：基站与移动设备发送同频信号。此步骤中，基站发送的下行信号与远端移动设备发送的上行信号同频率。S102：在下行信号的一个预留位置插入预先设定的训练序列；所述预留位置与所述移动设备发送的上行信号中没有发送信号的空闲位置相对应。此步骤中，可以根据全双工通信使用的数据传输协议，选择该协议上行帧结构中的一个空闲时段，在下行帧的对应位置插入训练序列。S103：根据预先设定的训练序列和接收到的本地发送的下行信号中插入的训练序列估计出自干扰信道。其中，自干扰信道估计时，一个自干扰信道只能有一个信号传输，其他信号会造成干扰。另外，基站需要一个信道估计周期，该期间内进行自干扰信道估计，未估计出自干扰信道前，远端发送的数据不能解调出。S104：根据估计出的自干扰信道与本地发送的下行信号，重构出自干扰信号。此步骤根据估计出的自干扰信道和本地发送的下行信号(即参考信号)能重构出自干扰信号。S105：从接收的上行信号减去所述自干扰信号，得到远端有用信号。上述方案中，选择通信协议上行帧结构中的一个空闲时段，在下行帧的对应位置插入训练序列，用来进行自干扰信道估计。该方法在整个协议中只修改了一个符号用于自干扰消除，因此整个通信系统的吞吐量牺牲较少。图2所示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全双工通信的数字域自干扰消除方法，其特征在于，包括：基站与移动设备发送同频信号；在下行信号的一个预留位置插入预先设定的训练序列；所述预留位置与所述移动设备发送的上行信号中没有发送信号的空闲位置相对应；根据所述预先设定的训练序列和接收到的本地发送的下行信号中插入的训练序列估计出自干扰信道；根据估计出的自干扰信道与本地发送的下行信号，重构出自干扰信号；从接收的上行信号减去所述自干扰信号，得到远端有用信号。

【技术特征摘要】
1.一种全双工通信的数字域自干扰消除方法，其特征在于，包括：基站与移动设备发送同频信号；在下行信号的一个预留位置插入预先设定的训练序列；所述预留位置与所述移动设备发送的上行信号中没有发送信号的空闲位置相对应；根据所述预先设定的训练序列和接收到的本地发送的下行信号中插入的训练序列估计出自干扰信道；根据估计出的自干扰信道与本地发送的下行信号，重构出自干扰信号；从接收的上行信号减去所述自干扰信号，得到远端有用信号。2.如权利要求1所述的全双工通信的数字域自干扰消除方法，其特征在于，所述预留位置为TS36.211协议中第1号下行子帧的最后一个OFDM符号位置。3.如权利要求2所述的全双工通信的数字域自干扰消除方法，其特征在于，当所述全双工通信的多天线数字域自干扰消除方法用于双天线系统中时，所述在下行帧的一个预留位置插入预先设定的训练序列，包括：从时域上在下行信号的第1号下行子帧的第13号OFDM符号位置交替地插入第一根收发天线的训练序列和第二根收发天线的训练序列，且在每个预留位置，从频域上连续地插入第一根收发天线或第二根收发天线的训练序列；第一根收发天线和第二根收发天线同时发送所述下行信号。4.如权利要求2所述的全双工通信的数字域自干扰消除方法，其特征在于，当所述全双工通信的多天线数字域自干扰消除方法用于双天线系统中时，所述在下行帧的一个预留位置插入预先设定的训练序列，包括：在每帧下行信号的第1号下行子帧的第13号OFDM符号位置，从频域上交替地插入第一根收发天线的训练序列和第二根收发天线的训练序列；第一根收发天线和第二根收发天线同时发送所述下行信号。5.一种基站，其特征在于，包括：第一基带处理模块，用于对待发送的信号进行基带处理，在下行信号的一个预留位置插入预先设定的训练序列，得到下行数字信号并输出；所述预留位置与所述移动设备发来的上行信号中没有发送信号的空闲位置相对应；数模转换器，用于对所述第一基带处理模块输出的下行数字信号进行数模转换，得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：张中山，马源满，庄辉，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11