用于全双工通信的平衡无源消除的系统和方法技术方案

提供系统和方法实施例以实现用于全双工(FD)通信的自干扰(SI)的平衡无源消除。在一实施例中，用于FD通信的收发机电路包括具有第一端口和第二端口的天线、发射机、以及连接到所述发射机并且包括第一输出端和第二输出端的功率分配器。所述收发机电路还包括接收机、连接到所述接收机并包括第一输入端和第二输入端的功率合成器、以及分别连接到所述功率分配器的第一输出端、所述天线的第一端口和所述功率合成器的第一输入端的第一环行器。所述收发机电路还包括连接到所述功率分配器的第二输出端、所述天线的第二端口和所述功率合成器的第二输入端的第二环行器。

System and method for balanced passive cancellation for full duplex communication

System and method embodiments are provided to achieve balanced passive cancellation for self interference (SI) in full duplex (FD) communications. In one embodiment, a transceiver circuit for FD communication includes an antenna with a first port and a second port, a transmitter, and a power divider connected to the transmitter and includes the first output end and the second output end. The transceiver circuit also includes a receiver, a power synthesizer that is connected to the receiver and includes a first input end and a second input end, and a first output end connected to the power divider, the first port of the antenna, and a first circulator of the first input end of the power synthesizer. The transceiver circuit also includes a second output end connected to the power divider, a second port of the antenna, and a second circulator of the second input end of the power synthesizer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于全双工通信的平衡无源消除的系统和方法交叉引用本申请要求于2015年11月10日提交的申请号为14/936,928，专利技术名称为“用于全双工通信的平衡无源消除的系统和方法”的美国专利申请的优先权，上述申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
本专利技术涉及无线通信和组网，并且在特定实施例中，涉及一种用于全双工通信的平衡无源消除的系统和方法。
技术介绍
每次在一时间在相同的频率资源上发送或者接收信号的传输系统被称为半双工(Half-Duplex，HD)传输系统。相比之下，在全双工(Full-Duplex，FD)系统中，在同一时间在相同的频率资源上同时发送和接收信号。FD发射机/接收机(收发机)允许在相同的频率资源上同时发送和接收信号。FD技术已经用于有线或无线系统，例如电话或雷达系统。无线通信中的FD需要发射机和接收机组件之间的高度隔离，以防止相对较高的功率发射机信号干扰低功率接收机信号。发射机功率水平和接收机灵敏度越高，需要更高的发射机-接收机隔离度。
技术实现思路
根据一实施例，一种用于全双工通信的收发机电路包括具有第一端口和第二端口的天线、发射机以及连接到该发射机并包括第一输出端和第二输出端的功率分配器。该收发机电路还包括接收机、连接到接收机并且包括第一输入端和第二输入端的功率合成器、以及连接到功率分配器的第一输出端、天线的第一端口和功率合成器的第一输入端的第一环行器。该收发机电路还包括连接到功率分配器的第二输出端、天线的第二端口和功率合成器的第二输入端的第二环行器。根据另一实施例，一种用于全双工通信的收发机电路，包括：包括成对分组的多个端口的天线，用于该天线的每对端口的相应发射机，以及用于每对端口和相应发射机，连接到发射机并包括一对输出端的功率分配器。该收发机电路还包括相应接收机，其用于天线的每对端口和相应的发射机，以及用于每对端口和相应接收机，连接到该接收机并包括一对输入端的功率合成器。该收发机电路还包括：用于该天线的每个端口的环行器，其连接到该端口、对应于包括该端口的一对端口的功率分配器的输出端、以及对应于包括该端口的一对端口的功率合成器的输入端。根据又一实施例，一种用于全双工通信的无源消除的方法，包括：在发射机处接收发射机信号，由功率分配器将发射机信号分成第一输出信号和第二输出信号，由第一环行器将第一输出信号引导至天线的第一端口，并且由第二环行器将第二输出信号引导至天线的第二端口。该方法还包括在第一端口接收第一输入信号，在第二端口接收第二输入信号，由第一环行器将来自第一端口的第一输入信号引导至功率合成器的第一输入端，以及由该第二环行器将来自该第二端口的该第二输入信号引导至该功率合成器的第二输入端。第一输入信号和第二输入信号在功率合成器中被合成接收机信号，该接收机信号被转发给接收机。前面已经相当广泛地概述了本专利技术的实施例的特征，以便可以更好地理解随后的本专利技术的详细描述。以下将描述本专利技术的实施例的附加特征和优点，其形成本专利技术的权利要求的主题。本领域技术人员应该理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本专利技术的相同目的的其他结构或过程的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等同构造不脱离如所附权利要求书中阐述的本专利技术的精神和范围。附图说明为了更完整地理解本专利技术及其优点，现在参考以下结合附图的描述，其中：图1A和1B示出了单输入单输出(Single-InputSingle-Output，SISO)全双工设计的实施例；图2A和图2B示出了多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output，MIMO)全双工设计的实施例；图3示出了用于实现全双工操作的实施例方法；和图4是可用于实现各种实施例的处理系统的示图。除非另外指明，否则不同附图中的对应数字和符号通常指代对应部分。附图被绘制成清楚地示出实施例的相关方面，并且不一定按比例绘制。具体实施方式下面详细讨论当前优选实施例的形成和使用。然而，应该理解的是，本专利技术提供了许多可应用的专利技术构思，其可以体现在各种各样的具体情况中。所讨论的具体实施例仅仅是说明形成和使用本专利技术的具体方式，并不限制本专利技术的范围。与HD系统相比，FD系统具有提供近似双倍的总速率改进的潜力。但是，FD系统遭受高度自干扰。自干扰(Self-interference，SI)指由于将一些发射信号反射回系统的接收机路径而添加到检测到的接收信号的噪声。无线通信中的FD需要网络组件(例如，收发机)中的发射机与接收机之间的足够高的隔离度以防止相对较高的功率的发射机信号干扰相对低功率的接收机信号。本文提供了用于实现用于FD通信的SI的平衡无源(passive)消除的系统和方法实施例。实施例包括收发机结构设计以实现无源SI消除而无需附加的信号处理功能或组件例如滤波器。这些结构使用差分-共同模式传输路径来消除接收机(Receiver，RX)侧的发射机(Transmitter，TX)信号，同时允许检测器中的RX信号。在实施例结构中，存在两个信号连接：TX端口到天线路径和天线到RX端口路径。TX信号在TX端口上以差分模式传播到天线路径，然后传播到相应的接收机端口，并在RX端口被消除。RX信号在天线上以共模传播到RX端口路径，并在RX端口允许进入检测器。RX和TX信号之间的隔离级别取决于TX端口到天线到对应的接收机端口路径的对称性或平衡，例如包括天线子系统的对称性/平衡特性。对称性/平衡性是通过在每条路径上具有相似的组件并建立具有相等有效传播长度的路径来实现的。隔离级别不依赖于路径上组件的频率响应，因此可以实现更宽的信号带宽。平衡无源消除结构可以与天线子系统集成以实现低成本、模块化、紧凑的FD天线子系统，该FD天线子系统提供发射机和接收机之间的高度隔离，并适用于任何无线终端/设备。例如，发射机-接收机隔离可以足够用于FD操作而无需在小型小区中的进一步SI消除。图1A和1B示出用于FD收发机的单输入单输出(SISO)全双工结构设计的实施例。该结构可以实现接收机处SI的平衡无源消除。在这种结构中，天线108是为相应的信号或噪声分量提供相等传播距离的双端口平衡天线。该结构的路径也是对称的，因为它们具有相似的组件。该结构包括TX102、连接到TX102的功率分配器/混合器104、以及将功率分配器/混合器104的第一输出端连接到天线108的端口1的上环行器(C)106。环行器106还将天线的端口1连接到功率合成器/混合器110的第一输入端。功率合成器/混合器110还连接到RX112。下环行器(C)107进一步将功率分配器/混合器104的第二输出端连接到天线108的端口2。环行器107还将天线108的端口2连接到功率合成器/混合器110的第二输入端。分配器和合成器混合器是被配置为分别分离和合成信号并且在信号之间引入预定相位差(例如，180度或0度相位差)的分路器和合成器设备。以上与环行器106和107的连接提供从功率分配器/混合器104的两个输出端到功率合成器/混合器110的两个输入端的两条路径，分别反射离开天线108的两个端口。在每个路径中，相应的路径段具有相等的传播长度。特别地，从功率分配器/混合器104到每个环行器106，107的路径具有相等的传播长度，每个环行器106，10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于全双工通信的收发机系统，包括：第一功率分配器‑混合器，所述第一功率分配器‑混合器具有输入端口，以及第一和第二输出端口；第一功率合成器‑混合器，所述第一功率分配器‑混合器具有第一和第二输入端口以及输出端口；第一信号路径，所述第一信号路径具有：第一路径段，所述第一路径段将所述第一功率分配器‑混合器的所述第一输出端口连接到第一环行器；第二路径段，所述第二路径段将所述第一环行器连接到天线的第一端口；和第三路径段，所述第三路径段将所述第一环行器连接到所述第一功率合成器‑混合器的所述第一输入端口；和第二信号路径，所述第二信号路径具有：第一路径段，所述第一路径段将所述第一功率分配器‑混合器的所述第二输出端口连接到第二环行器；第二路径段，所述第二路径段将所述第二环行器连接到所述天线的第二端口；和第三路径段，所述第三路径段将所述第二环行器连接到所述第一功率合成器‑混合器的所述第二输入端口；所述第一信号路径的所述第一路径段和所述第二信号路径的所述第一路径段具有第一相等长度，所述第一信号路径的所述第二路径段和所述第二信号路径的所述第二路径段具有第二相等长度，并且所述第一信号路径的所述第三路径段和所述第二信号路径的所述第三路径段具有第三相等长度。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.10 US 14/936,9281.一种用于全双工通信的收发机系统，包括：第一功率分配器-混合器，所述第一功率分配器-混合器具有输入端口，以及第一和第二输出端口；第一功率合成器-混合器，所述第一功率分配器-混合器具有第一和第二输入端口以及输出端口；第一信号路径，所述第一信号路径具有：第一路径段，所述第一路径段将所述第一功率分配器-混合器的所述第一输出端口连接到第一环行器；第二路径段，所述第二路径段将所述第一环行器连接到天线的第一端口；和第三路径段，所述第三路径段将所述第一环行器连接到所述第一功率合成器-混合器的所述第一输入端口；和第二信号路径，所述第二信号路径具有：第一路径段，所述第一路径段将所述第一功率分配器-混合器的所述第二输出端口连接到第二环行器；第二路径段，所述第二路径段将所述第二环行器连接到所述天线的第二端口；和第三路径段，所述第三路径段将所述第二环行器连接到所述第一功率合成器-混合器的所述第二输入端口；所述第一信号路径的所述第一路径段和所述第二信号路径的所述第一路径段具有第一相等长度，所述第一信号路径的所述第二路径段和所述第二信号路径的所述第二路径段具有第二相等长度，并且所述第一信号路径的所述第三路径段和所述第二信号路径的所述第三路径段具有第三相等长度。2.根据权利要求1所述的收发机系统，还包括：发射机，所述发射机连接到所述第一功率分配器-混合器的所述输入端口；和接收机，所述接收机连接到所述第一功率合成器-混合器的所述输出端口。3.根据权利要求1至2任一所述的收发机系统，其中所述第一功率分配器-混合器是180度功率分配器-混合器，所述180度功率分配器-混合器用于提供异相的第一发射信号和第二发射信号。4.根据权利要求3的收发机系统，其中所述第一功率合成器-混合器是0度功率合成器-混合器，所述0度功率合成器-混合器用于将第一接收信号和第二接收信号合成，而不增加所述第一接收信号和所述第二接收信号之间的相位差。5.根据权利要求3的收发机系统，其中所述天线的所述第一端口处的第一接收信号和所述天线的所述第二端口处的第二接收信号同相。6.根据权利要求3的收发机系统，其中在所述第一功率合成器-混合器的所述第一端口处和所述第二端口处的噪声异相。7.根据权利要求1至2任一所述的收发机系统，其中所述第一功率分配器-混合器是0度功率分配器-混合器，所述0度功率分配器-混合器用于提供同相的第一发射信号和第二发射信号。8.根据权利要求7的收发机系统，其中所述第一功率合成器-混合器是180度功率合成器-混合器，所述180度功率合成器-混合器用于在第一接收信号和第二接收信号之间增加180度的相位差之后，将所述第一接收信号和所述第二接收信号合成。9.根据权利要求7的收发机系统，其中所述天线的所述第一端口处的第一接收信号和所述天线的所述第二端口处的第二接收信号异相。10.根据权利要求7的收发机系统，其中位于所述第一功率合成器-混合器的第一端口处和第二端口处的噪声同相。11.根据权利要求1至10任一所述的收发机系统，还包括：第二功率分配器-混合器，所述第二功率分配器-混合器具有输入端口，以及第一和第二输出端口；第二功率合成器-混合器，所述第二功率合成器-混合器具有第一和第二输入端口以及输出端口；第三信号路径，所述第三信号路径具有：第一路径段，所述第一路径段将所述第二功率分配器-混合器的所述第一输出端口连接到第三环行器；第二路径段，所述第二路径段将所述第三环行器连接到所述天线的第一端口；和第三路径段，所述第三路径段将所述第三环行器连接到所述第二功率合成器-混合器的所述第一输入端口；和第四信号路径，所述第四信号路径具有：第一路径段，所述第一路径段将所述第二功率分配器-混合器的所述第二输出端口连接到第四环行器；第二路径段，所述第二路径段将所述第四环行器连接到所述天线的第二端口；和第三路径段，所述第三路径段将所述第四环行器连接到所述第二功率合成器-混合器的所述第二输入端口；所述第三信号路径的所述第一路径段和所述第四信号路径的所述第一路径段具有第一相等长度，所述第三信号路径的所述第二路径段和所述第四信号路径的所述第二路径段具有第二相等长度，并且所述第三信号路径的所述第三路径段和所述第四信号路径的所述第三路径段具有第三相等长度。12.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：诗·乐玉，陈清言，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44