[发明专利]一种平坦衰落环境下全双工收发机及自干扰对消方法

说明书

技术领域

本发明涉及无线通信领域中去除干扰的方法，特别是涉及一种平坦衰落环境下全双工收发机及自干扰对消方法。

背景技术

当前实际无线通信系统都采用TDD(Time Division Duplexing)或者FDD(Frequency Division Duplexing)的双工方式。TDD的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。FDD的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。如果使用相同频率并且同时收发无线信号的同时同频全双工(Co-frequency Co-time Full Duplex,CCFD)技术进行双向通信，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，同时同频全双工在理论和工程上都存在着自干扰的问题，即本地对外发送信号与远端发射机同时发送过来的信号在频谱上有重叠，会对待接收信号形成大功率的自干扰，从而严重影响接收端对远端发射机发送信号的接收。因此同时同频全双工方式下进行自干扰消除至关重要。

现有的同时同频全双工自干扰对消方法主要有：

（1）同时同频全双工自干扰天线对消：这种方法采用多根发射天线进行波束成形使得发射信号在接收天线处调零，如图7所示，第一发射天线和第二发射天线到接收天线的距离相差半个载波波长λ/2，当它们发送相同信号s(t)时就在接收天线处形成了调零区域，位于调零区域的接收天线自干扰信号得到抑制。

（2）同时同频全双工自干扰射频对消：如中国专利申请号201310313850.2，一种多径环境下同时同频全双工自干扰抵消方法，它通过信号预校正模块、信道估计模块Ⅰ和调整算法模块来共同完成估计信道参数的工作，进而控制射频干扰重建单元对射频信号的重建，在加法器Ⅰ中完成模拟抵消，再经过数字干扰抵消模块完成数字干扰抵消，以满足后续器件的线性动态范围。

（3）同时同频全双工自干扰数字对消：由于自干扰信号和远端有用信号的功率相差太大不可能进行模数转换器ADC直接采样，因此目前数字对消主要和(1)、(2)两种方法结合实现进一步的干扰对消和自干扰信号参数估计。

现有同时同频全双工自干扰对消方法，它们存在以下缺点：

（1）上述的第一种同时同频全双工自干扰天线对消方法，不仅要多一根冗余发射天线还限定了天线的空间相对位置，并且远场信号分布复杂且存在盲区，自干扰信道之间利用延时来实现相移会对非点频信号产生误差；

（2）上述的第二种自干扰的射频对消方法，需采用了大量的时延、增益和相移器件，结构复杂，并且在载波频率完成加法对消时，对时延误差的高敏感性使得延时器件必须具备相当高的调节精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种平坦衰落环境下全双工收发机及自干扰对消方法，利用自混频和零中频技术，有效降低了收发机结构的复杂度，节省成本，减小体积；大大降低了自干扰信号对消时对延时器件的精度要求，方便器件选型，易实现；只需在包络维度上的对消，便能有效抑制自干扰信号中的确定分量和相噪、杂散等随机分量，不再需要相移器件；对发射和接收的信号特征无特殊要求，且不需要限定收发同步；接收通道相互独立，结构对称，易于集成。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种平坦衰落环境下全双工收发机，它包括天线单元、数字信号发射处理单元、数字信号接收处理单元、信道/延时估计单元、控制接口、模拟对消单元和数字对消单元，数字信号发射处理单元接收原始信号b(i)，数字信号发射处理单元的输出通过数模转换器DAC与射频发射通道相连，数字信号发射处理单元的输出还分别与信道/延时估计单元和数字对消单元相连，射频发射通道的输出端与天线单元的发射端相连，射频发射通道的输出端也与模拟对消单元相连。