CN101420246B - 一种收发信机抵消发射干扰的方法、设备及收发信机 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种收发信机抵消发射干扰的方法、设备及收发信机。本发明是对数字信号进行干扰抵消，由于干扰抵消是在数字域上进行的，可以实现比较复杂的幅相调整，从而在带内幅相特性有起伏的情况下，有效的进行干扰抵消。

Description

一种收发信机抵消发射干扰的方法、设备及收发信机
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种收发信机抵消发射干扰的方法、设备及收发信机。
背景技术
收发信机是无线通信系统的重要组成部分，其结构如图1所示，包括发射机101、接收机102、双工器103和天线104。
发射机101接收来自基带子系统的基带信号。发射机101对基带信号进行数字插值、滤波处理之后，将数字信号转换为模拟信号，并将模拟信号放大到无线空间需要的功率。模拟信号经过所述双工器103和天线104发射到无线空间。
类似地，接收机102通过所述天线105和103接收无线空间的信号，并将接收的信号转换为基带信号，发送到基带子系统中。
对于接收机102而言，发射机101发射的模拟信号主要是干扰信号。由于双工器103隔离不到位，所述干扰信号会经过双工器103串扰到接收机102的输入端。参见图2，该图为现有技术中收发信机抵消发射机干扰的结构图。
幅相调整单元113耦合发射机101的一部分输出信号。幅相调整控制单元112控制幅相调整单元113对耦合的输出信号进行幅相调整。幅相调整单元113发送幅相调整后的信号至接收机102的输入端，抵消通过双工器103串扰到接收机102的干扰信号。
但是，幅相调整是对模拟信号进行复数相乘运算。如果带内幅相特性有起伏，例如，带内增益有起伏或群延时有起伏，这时就需要比复数相乘更复杂的运算进行幅相调整。现有技术的幅相调整单元113仅是一个复数相乘的幅相调整，所以现有技术中的幅相调整无法有效进行干扰抵消。
发明内容
本发明实施例提供一种收发信机抵消发射干扰的方法、设备及收发信机，可以将发射机对接收机的干扰信号进行有效的抵消。
本发明实施例提供一种收发信机抵消发射干扰的方法，包括：将发射机输出的射频信号耦合出一部分，经过干扰接收机处理后，输出数字信号；将干扰接收机输出的数字信号与接收机输出的数字信号进行干扰抵消。
本发明实施例还提供一种收发信机抵消发射干扰的设备，所述设备包括：干扰接收机和干扰抵消单元；所述干扰接收机，用于从发射机的输出端耦合一部分射频信号，并将所述射频信号进行处理，输出数字信号；所述干扰抵消单元，用于将所述干扰接收机输出的数字信号与接收机输出的数字信号进行干扰抵消。
本发明实施例还提供一种收发信机，包括：发射机和接收机，还包括干扰接收机和干扰抵消单元；所述干扰接收机，用于从发射机的输出端耦合一部分射频信号，并将所述射频信号进行处理，输出数字信号；所述干扰抵消单元，用于将所述干扰接收机输出的数字信号与接收机输出的数字信号进行干扰抵消。
本发明的实施例是对数字信号进行干扰抵消，由于干扰抵消是在数字域上进行的，可以实现比较复杂的幅相调整，从而在带内幅相特性有起伏的情况下，有效的进行干扰抵消。
附图说明
图1是现有技术中收发信机结构图；
图2是现有技术中收发信机抵消发射机干扰的结构图；
图3是本发明方法的第一实施例流程图；
图4是本发明方法的第二实施例流程图；
图5是本发明方法的第三实施例流程图；
图6是本发明收发信机抵消发射干扰的设备的第一实施例示意图；
图7是本发明干扰抵消单元的一种结构图；
图8是本发明干扰抵消单元的另一种结构图；
图9是本发明收发信息机的第一实施例结构图；
图10是本发明收发信息机的第二实施例结构图；
图11是本发明收发信息机的第三实施例结构图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的实施例进行详细描述。
方法实施例一：
参见图3，该图为基于本发明方法的第一实施例流程图。
S301：将发射机输出的射频信号耦合出一部分，经过干扰接收机处理后，输出数字信号；
需要说明的是，可以通过一段平行的传输线耦合一部分射频信号，一般耦合度为20-50dB，即耦合出的信号功率为总功率的1/100-1/100000。
S302：将干扰接收机输出的数字信号与接收机输出的数字信号进行干扰抵消。
本发明所述收发信机抵消发射干扰的方法是对数字信号进行干扰抵消，区别于现有技术对模拟信号进行干扰抵消。本发明收发信机抵消发射干扰的方法可以根据频率的差异性进行任意设置。这样可以在基站产品批次不一致、以及产品老化时进行有效的干扰抵消。本发明不仅对射频信号进行一个复数相乘的运算，而是进行带内均衡。这样如果带内幅相特性有起伏，例如带内增益有起伏或带内群延时有起伏时，可以利用有限冲激响应(FIR，Finite ImpulseResponse)或无限冲激响应(IIR，Infinite Impulse Response)滤波的时域方法，或者，Fourier变换(FFT，Fast Fourier Transform)、频域幅相加权与逆Fourier变换(IFFT，Inverse Fast Fourier Transform)相结合的频域方法等实现比较复杂的幅相调整，从而有效进行干扰抵消。
另外，由于本发明收发信机抵消发射干扰的方法对干扰信号进行了有效的抵消，所以在相同的收发隔离要求下，可以降低双工器的收发隔离要求，从而降低双工器的制造成本。
需要说明的是，本发明收发信机抵消发射干扰的方法可以应用到所有无线通信技术领域，例如移动通信系统、固定无线接入、无线数据传输或雷达等系统中。
方法实施例二：
参见图4，该图为基于本发明方法的第二实施例流程图。
需要说明的是：方法第二实施例中的发射机由数字发射机、数模转换器和模拟发射机组成。接收机由模拟接收机、模数转换器和数字接收机组成。
S401：将模拟发射机输出的射频信号耦合出一部分，进行放大、变频、模数转换、数字滤波和抽取处理，输出数字信号；
需要说明的是，可以通过一段平行的传输线耦合出一部分射频信号，一般耦合度为20-50dB，即耦合出的射频信号功率为模拟发射机输出的射频信号总功率的1/100-1/100000。
首先将耦合出的射频信号进行放大和变频到低频，然后将低频的模拟信号转换为数字信号。最后将数字信号进行数字滤波和抽取处理，转换为低通过率的数字信号。
需要说明的是，一些情况下从模拟发射机输出端耦合出来的信号可以不必经过变频、数字滤波或抽取处理。
S402：将输出的数字信号进行自适应均衡；
需要说明的是，所述自适应均衡可以在时域实现，也可以在频域实现。
当自适应均衡在时域实现时，利用FIR或IIR进行滤波。
当自适应均衡在频域实现时，利用FFT、频域幅相加权与IFFT相结合的方法进行滤波。
所述时域均衡和频域均衡均可以实现复杂的幅相调整。不论是时域均衡还是频域均衡，自适应均衡均可以使用最小均方(LMS，Lease Mean Square)、最小二乘(LS，Least Square)、递推最小二乘(RLS，Recursive Least Square)或者其他自适应均衡算法。
S403：将来自数字接收机的数字信号进行预定时间的延迟；
所述延迟是用来补偿自适应均衡后的数字信号与数字接收机的数字信号之间的平均延时差异。这个平均延时差异是频域平均。在不同频率点上的差异性靠自适应均衡来完成。
S404：将所述自适应均衡后的数字信号与所述延迟后的数字信号相减。
将干扰接收机输出的数字信号与接收机输出的数字信号进行干扰抵消具体由以上所述S402-S404实现。可以根据实际需要采取方法实现干扰抵消。
需要说明的是，某些特殊情况下，来自数字接收机的数字信号不需要进行预定时间的延迟，即预定时间为0。
在理想情况下，干扰信号被完全抵消。相减后的差值信号不再含有干扰信号。
需要说明的是，上述耦合自模拟发射机的信号的频带与上述模拟接收机所接收的信号频带可以是相同的。
方法实施例三：
参见图5，该图为基于本发明方法的第三实施例流程图。
需要说明的是，方法实施例三与方法实施例二的区别是：方法实施例三是多载波射频信号抵消干扰的方法。下面以宽带码分多址(WCDMA，WidebandCode Division Multiple Access)多载波系统为例介绍多载波射频信号抵消干扰的方法。例如WCDMA系统20MHz接收通道带宽内包含4个5MHz的WCDMA载波。
对于多载波接收机，自适应均衡可以在合路的多载波上实现，其实现方法与方法实施例二所述的方法相同；也可以在各个载波上分别实现，下面通过方法实施例三简要说明在各个载波上分别实现自适应均衡的方法。
S501与S401相同，在此不再赘述。
将模拟发射机输出的射频信号耦合出一部分，进行放大、变频、模数转换、数字滤波和抽取处理。
需要说明的是，一些情况下从模拟发射机输出端耦合出来的信号可以不必经过变频、数字滤波或抽取处理。
S502：将输出的数字信号在各个载波上分别进行自适应均衡；
S503：将来自数字接收机的数字信号在各个载波上分别进行预定时间的延迟；
S504：将所述自适应均衡后的数字信号与所述延迟后的数字信号在各个载波上对应相减；
方法实施例三所述的多载波干扰抵消方法与实施例二所述的方法具体的实现原理是相同的，在此不再赘述。
本发明实施例提供一种收发信机抵消发射干扰的设备。
收发信机抵消发射干扰的设备实施例一：
参见图6，该图为基于本发明设备的第一实施例示意图。
一种收发信机抵消发射干扰的设备包括：干扰接收机601和干扰抵消单元602。
干扰接收机601，用于从发射机的输出端耦合一部分射频信号，并将所述射频信号进行处理，输出数字信号。
需要说明的是，可以通过一段平行的传输线耦合出一部分射频信号，一般耦合度为20-50dB，即耦合出的射频信号功率为模拟发射机输出的射频信号总功率的1/100-1/100000。
所述干扰抵消单元602，用于将所述干扰接收机601输出的数字信号与接收机102输出的数字信号进行干扰抵消。
参见图7，该图为实现干扰抵消单元602的一种结构图。
干扰抵消单元602包括自适应均衡单元701，延迟单元702和相减单元703。
所述自适应均衡单元701，用于将干扰接收机输出的数字信号A进行自适应均衡，发送至所述相减单元703。
所述延迟单元702，用于将来自接收机输出的数字信号B进行预定时间的延迟，发送至所述相减单元703。
所述相减单元703，用于将所述自适应均衡后的数字信号与所述延迟后的数字信号相减，输出数字信号C。
需要说明的是，当对多载波信号进行干扰抵消时，可以在合路的多载波上进行自适应均衡，即只需要一个所述自适应均衡单元701；也可以在各个载波上分别进行自适应均衡。当在各个载波上分别进行自适应均衡时，N个载波对应有N个自适应均衡单元701。当然N个自适应均衡单元701分别对应有N个延迟单元702和N个相减单元703(N为大于等于1的整数)。各个载波信号分别对应在相减单元703中进行相减。
所述干扰接收机601与所述接收机可以采用相同的混频结构和混频本振。
本发明所述收发信机抵消发射干扰的设备是对数字信号进行干扰抵消，区别于现有技术对模拟信号进行干扰抵消。本发明可以根据频率的差异性进行任意设置。这样可以在基站产品批次不一致、以及产品老化时进行有效的干扰抵消。本发明不仅对射频信号进行一个复数相乘的运算，而是进行带内均衡。这样如果带内幅相特性有起伏，例如带内增益有起伏或带内群延时有起伏时，可以利用FIR或IIR滤波的时域方法，或者，FFT、频域幅相加权与IFFT相结合的频域方法等实现比较复杂的幅相调整，从而有效进行干扰抵消。
另外，由于本发明对干扰信号进行了有效的抵消，所以在相同的收发隔离要求下，可以降低双工器的收发隔离要求，从而降低双工器的制造成本。
收发信机抵消发射干扰的设备实施例二：
与收发信机抵消发射干扰的设备实施例一不同之处在于，收发信机抵消发射干扰的设备实施例二用于多载波的场景，干扰接收机为多载波干扰接收机，相应的干扰抵消单元602的结构如图8所示：
下面以n载波为例来说明多载波信号抵消干扰的过程：其中A1-An为来自干扰接收机的多载波数字信号，B1-Bn为来自接收机的多载波数字信号。
下面以第一载频信号为例进行说明。
自适应均衡单元701A1以B1路数字信号为基准，对A1路数字信号进行幅值和相位的调整，使两路信号的幅值和相位相同。
B1路数字信号经过延时单元702B1的预定时间的延迟发送至相减单元703C1。相减单元703C1将所述自适应均衡后的数字信号与延迟后的数字信号相减，从而抵消干扰信号。
需要说明的是，相减单元703C1输出的基带信号C1反馈至所述自适应均衡单元701A1，用来调整自适应均衡单元701A1的均衡系数。
类似地，自适应均衡单元701An、延迟单元702Bn和相减单元703Cn分别对第n路载波进行自适应均衡、延迟和相减。
需要说明的是，本发明实施例所述干扰抵消的设备可以应用到所有无线通信技术领域，例如移动通信系统、固定无线接入、无线数据传输或雷达等系统中。
本发明实施例提供一种收发信机。
收发信机实施例一：
参见图9，该图为基于本发明收发信机的第一实施例结构图。
本实施例所述的一种收发信机，包括发射机101和接收机102，还包括：干扰接收机601和干扰抵消单元602。
所述干扰接收机601，用于从所述发射机101的输出端耦合一部分射频信号进行处理后，输出数字信号。
需要说明的是，可以通过一段平行的传输线耦合出一部分射频信号，一般耦合度为20-50dB，即耦合出的射频信号功率为模拟发射机输出的射频信号总功率的1/100-1/100000。
所述干扰抵消单元602，用于将干扰接收机601输出的数字信号与接收机102输出的数字信号进行干扰抵消。
所述干扰接收机与所述接收机采用相同的混频结构和混频本振。
由于本发明收发信机对干扰信号进行了有效的抵消，所以在相同的收发隔离要求下，可以降低双工器的收发隔离要求，从而降低双工器的制造成本。
需要说明的是，本发明收发信机可以应用到所有无线通信技术领域，例如移动通信系统、固定无线接入、无线数据传输或雷达等系统中。
收发信机实施例二：
参见图10，该图为基于本发明收发信机的第二实施例结构图。
本实施例中的发射机101包括数字发射机101a、数模转换器101b和模拟发射机101c。接收机102包括模拟接收机106、模数转换器107和数字接收机108。所述干扰接收机601包括干扰模拟接收机115、干扰模数转换器116和干扰数字接收机117。
所述干扰模拟接收机115，用于从所述模拟发射机的输出端耦合出一部分射频信号，进行放大变频以后，发送至所述干扰模数转换器116。
所述干扰模数转换器116，用于将接收的模拟信号转换为数字信号，发送所述数字信号至所述干扰数字接收机117。
所述干扰数字接收机117，用于将所述数字信号进行数字滤波和抽取处理，发送到所述干扰抵消单元602。
需要说明的是，一些情况下从模拟发射机输出端耦合出来的信号可以不必经过变频、数字滤波或抽取处理。
所述干扰抵消单元602，用于抵消来自数字接收机108的信号B和干扰数字接收机117中的干扰信号A相抵消。抵消以后输出的数字信号C中不含有干扰信号或干扰信号较低。
需要说明的是，系统实施例二中的干扰抵消单元602的内部结构与上述设备实施例图7中的相同。
需要说明的是，所述干扰模拟接收机115、干扰模拟转换器116和干扰数字接收机117接收的信号的频带与所述模拟接收机106、模数转换器107和数字接收机108接收的信号的频带相同。
所述干扰模拟接收机115与所述模拟接收机106的增益一般不相同，因为所述干扰模拟接收机115接收的信号强度一般比所述模拟接收机106接收的信号强度强很多。
所述干扰模拟接收机115、干扰模拟转换器116和干扰数字接收机117与所述模拟接收机106、模数转换器107和数字接收机108可以使用相同的混频结构和混频本振，这样可以更好地提高干扰抵消的效果。此处相同的混频本振是指来源于同一个压控振荡器(VCO，Voltage Controlled Oscillator)，然后分成两路。
本发明实施例所述系统是对数字信号进行干扰抵消，区别于现有技术在模拟接收机106中对模拟信号进行干扰抵消。
收发信机实施例三：
参见图11，该图为基于本发明系统的第三实施例结构图。
系统实施例三与系统实施例二的区别是：所述接收机102a、干扰接收机601a为多载波接收机；其中接收机102a包括多载波模拟接收机106a、多载波数字接收机108a、ADC107a，干扰接收机601a包括多载波干扰模拟接收机115a，干扰ADC116a，多载波干扰数字接收机117a；当上述接收机接收的信号为多载波时，可以分别对各个载波的信号进行干扰抵消。当然也可以通过系统实施例一所述的系统对合路的多载波进行干扰抵消。
多载波有多少个载波就可以对应有多少个自适应均衡单元、延迟单元和相减单元。即所述自适应均衡单元、延迟单元和相减单元的个数对应载波个数。每个载波对应一组干扰处理系统。
如图11所示，A1-An表示多载波干扰数字接收机117a输出的n路载波对应的干扰基带信号。B1-Bn表示多载波数字接收机108a输出的n路载波对应的基带信号。C1-Cn表示相减单元输出的n路载波对应的基带信号。
所述干扰抵消单元602a的内部具体结构与本发明实施例所述设备的第二实施例中的相同，参见图8所示。
需要说明的是，多载波信号A1-An合路为基带信号A，多载波信号B1-Bn合路为基带信号B，后可以利用图7所示的干扰抵消单元在合路的多载波上进行抵消干扰。
本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可以包括前述的通信方法各个实施方式的内容。这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
综上所述，本发明实施例所提供的一种收发信机抵消发射干扰的方法，对数字信号进行干扰抵消，由于干扰抵消是在数字域上实现的，可以实现比较复杂的幅相调整，从而在带内幅相特性有起伏的情况下，有效进行干扰抵消。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，包括如下步骤：将发射机输出的射频信号耦合出一部分，经过干扰接收机处理后，输出数字信号；将干扰接收机输出的数字信号与接收机输出的数字信号进行干扰抵消。

Claims (8)

1.一种收发信机抵消发射干扰的方法，其特征在于，包括以下步骤：
将发射机输出的射频信号耦合出一部分，经过干扰接收机处理后，输出数字信号；
根据所述干扰接收机输出的数字信号和接收机输出的数字信号，对所述干扰接收机输出的数字信号进行自适应均衡；其中，在时域实现自适应均衡时，采用FIR或IIR进行滤波；在频域实现自适应均衡时，利用FFT、频域幅相加权与IFFT相结合的方法进行滤波；
将接收机输出的数字信号进行预定时间的延迟；
将经过自适应均衡后的数字信号与经过延迟后的数字信号相减，以抵消收发信机的发射干扰。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述经过干扰接收机处理，具体为：
将耦合出的信号依次进行放大、变频、模数转换、数字滤波和抽取处理。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述接收机和干扰接收机是多载波接收机时，所述自适应均衡在合路的多载波上实现或在各个载波上分别实现。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将发射机输出的射频信号耦合出一部分，具体为：耦合发射机输出的射频信号的总功率的1/100-1/100000。
5.一种收发信机抵消发射干扰的设备，其特征在于，所述设备包括：干扰接收机和干扰抵消单元；所述干扰抵消单元包括：自适应均衡单元、延迟单元和相减单元；
所述干扰接收机，用于从发射机的输出端耦合一部分射频信号，并将所述射频信号进行处理，输出数字信号；
所述自适应均衡单元，用于根据所述干扰接收机输出的数字信号和接收机输出的数字信号，对所述干扰接收机输出的数字信号进行自适应均衡；其中，在时域实现自适应均衡时，采用FIR或IIR进行滤波；在频域实现自适应均衡时，利用FFT、频域幅相加权与IFFT相结合的方法进行滤波；
所述延迟单元，用于将接收机输出的数字信号进行预定时间的延迟；
所述相减单元，用于将经过自适应均衡后的数字信号与经过延迟后的数字信号相减。
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述干扰接收机与所述接收机采用相同的混频结构和混频本振。
7.一种收发信机，包括发射机和接收机，其特征在于，所述系统还包括：干扰接收机和干扰抵消单元；所述干扰抵消单元包括：自适应均衡单元、延迟单元和相减单元；
所述干扰接收机，用于从发射机的输出端耦合一部分射频信号，并将所述射频信号进行处理，输出数字信号；
所述自适应均衡单元，用于根据所述干扰接收机输出的数字信号和接收机输出的数字信号，对所述干扰接收机输出的数字信号进行自适应均衡；其中，在时域实现自适应均衡时，采用FIR或IIR进行滤波；在频域实现自适应均衡时，利用FFT、频域幅相加权与IFFT相结合的方法进行滤波；
所述延迟单元，用于将接收机输出的数字信号进行预定时间的延迟；
所述相减单元，用于将经过自适应均衡后的数字信号与经过延迟后的数字信号相减。
8.根据权利要求7所述的收发信机，其特征在于，所述干扰接收机与所述接收机采用相同的混频结构和混频本振。
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