CN104185186B - 信号干扰的抑制方法及网络设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种信号干扰的抑制方法及网络设备，涉及通信系统领域，可以实现回传链路与接入链路同时同频通信，提升了频谱的利用效率。所述方法包括：首先网络设备发送发射信号，然后接收第一自干扰信号和业务信号，所述第一自干扰信号为所述网络设备中第一天线与第二天线之间的自干扰信号，最后对所述第一自干扰信号进行抵消，以降低所述发射信号对所述业务信号的干扰。

Description

信号干扰的抑制方法及网络设备

技术领域

本发明涉及通信系统领域，特别涉及一种信号干扰的抑制方法及网络设备。

背景技术

随着通信系统的不断发展，通信系统中引入了中继技术，中继作为网络中引入的新节点，需要增加一些新的连接链路。在存在中继的基站小区内，根据链路服务对象的不同连接链路可分为接入链路和回传链路。服务于中继与基站间的链路为回传链路，服务于中继与用户设备间的链路为接入链路。

Relay（中继）技术是一种中继方式，工作机制也是将用户设备的信号通过无线的方式传输给远端的基站，通过基站接入到核心网中。在目前的Relay标准中，分为带内Relay和带外Relay。带内Relay就是回传链路和接入链路都采用相同的频带，带外Relay就是回传链路和接入链路采用不同的频带。目前对于带内Relay，需要采取回传链路子帧和接入链路子帧时分的方式来避免回传链路和接入链路之间的信号自干扰。对于带外Relay，需要采取在接入链路和回传链路使用不同的频率，来避免自干扰。

然而通过采用回传链路子帧和接入链路子帧时分的方式来规避干扰，会降低一倍频谱效率，而采用回传链路频带和接入链路频带错开的方式规避干扰，会多使用一倍频谱资源，也会造成频谱的利用效率较低。

发明内容

本发明实施例提供了一种信号干扰的抑制方法及网络设备，能够消除自干扰信号，同时，可以提升频谱的利用效率。

本发明实施例采用的技术方案为：

第一方面，提供一种网络设备，包括：第一天线、第二天线、信号转发装置，所述网络设备还包括：

干扰抵消板，所述干扰抵消板分别与所述第一天线、所述第二天线、和所述信号转发装置连接，用于抵消第一自干扰信号，所述第一自干扰信号为所述第一天线与所述第二天线之间的自干扰信号。

在所述第一方面的第一种可能的实现方式中，所述信号转发装置还包括：数字信号处理单元；

所述干扰抵消板，具体用于对发射信号进行功率分配，对功率分配后的信号进行模拟重建，生成模拟重建信号，根据所述模拟重建信号对所述第一自干扰信号进行抵消，所述发射信号为所述第一天线或者所述第二天线发送的，所述第一自干扰信号为所述第一天线或者所述第二天线接收的；

所述数字信号处理单元，用于若根据所述模拟重建信号对所述第一自干扰信号进行抵消后存在残留信号，对所述残留信号进行数字消除。

结合所述第一方面或者所述第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述信号转发装置还包括：

中继用户设备RUE、中继基站ReNB，所述RUE与所述ReNB进行信号传输;

所述RUE包括RUE数字信号处理单元和第一收发信机，所述RUE数字信号处理单元和所述第一收发信机相连接；

所述ReNB包括ReNB数字信号处理单元和第二收发信机，所述ReNB数字信号处理单元和所述第二收发信机相连接。

结合所述第一方面或者所述第一方面的第一种可能的实现方式，或者第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第一收发信机或者所述第二收发信机包括：收发单元和干扰抵消单元；

用于对所述收发单元发送的发射信号进行功率分配，对功率分配后的信号进行模拟重建，生成模拟重建信号，并根据所述收发单元接收的第二自干扰信号对所述发射信号进行数字重建，得到数字重建信号，所述第二自干扰信号为所述收发单元的发射天线与接收天线之间的自干扰信号；

所述干扰抵消单元，还用于对所述模拟重建信号和所述数字重建信号进行功率合成，得到重建信号，并根据所述重建信号对所述第二自干扰信号进行抵消。

结合所述第一方面或者所述第一方面的第一种可能的实现方式，或者第一方面的第二种可能的实现方式，或者第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述收发单元的发射天线和所述收发单元的接收天线为连接有环形器的同一根天线。

第二方面，提供一种信号干扰的抑制方法，包括：

网络设备发送所述发射信号；

接收第一自干扰信号，所述第一自干扰信号为所述网络设备中第一天线与第二天线之间的自干扰信号；

对所述第一自干扰信号进行抵消。

在所述第二方面的第一种可能的实现方式中，所述接收第一自干扰信号之前还包括：

对所述发射信号进行功率分配；

对功率分配后的信号进行模拟重建，生成模拟重建信号；

所述对所述第一自干扰信号进行抵消包括：

根据所述模拟重建信号对所述第一自干扰信号进行抵消。

结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式，在所述第二方面的第二种可能的实现方式中，所述根据所述模拟重建信号对所述第一自干扰信号进行抵消之后还包括：

若根据所述模拟重建信号对所述第一自干扰信号进行抵消后存在残留信号，对所述残留信号进行数字消除。

结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式，或者第二方面的第二种可能的实现方式，在所述第二方面的第三种可能的实现方式中，还包括：

对第二自干扰信号进行抵消，所述第二自干扰信号为所述网络设备中收发信机的发射天线与接收天线之间的自干扰信号。

结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式，或者第二方面的第二种可能的实现方式，或者第二方面的第三种可能的实现方式，在所述第二方面的第四种可能的实现方式中，所述对第二自干扰信号进行抵消包括：

对所述收发信机发送的发射信号进行功率分配；

对功率分配后的信号进行模拟重建，生成模拟重建信号；

根据所述第二自干扰信号对所述发射信号进行数字重建，得到数字重建信号；

对所述模拟重建信号和所述数字重建信号进行功率合成，得到重建信号，并根据所述重建信号对所述第二自干扰信号进行抵消。

结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式，或者第二方面的第二种可能的实现方式，或者第二方面的第三种可能的实现方式，或者第二方面的第四种可能的实现方式，在所述第二方面的第五种可能的实现方式中，所述收发信机的发射天线和所述收发信机的接收天线为连接有环形器的同一根天线。

本发明实施例提供的信号干扰的抑制方法及网络设备，首先网络设备发送所述发射信号，然后接收第一自干扰信号和业务信号，所述第一自干扰信号为所述网络设备中第一天线与第二天线之间的自干扰信号，最后对所述第一自干扰信号进行抵消，以降低所述发射信号对所述业务信号的干扰。与目前需要通过时分或者频分的方式消除回传链路与接入链路之间的干扰相比，本发明实施例通过干扰抵消板对回传链路与接入链路之间的自干扰信号进行消除，可以实现回传链路与接入链路同时同频通信，提升了频谱的利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明实施例提供的一种网络设备结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种网络设备结构示意图；

图3为本发明实施例提供的收发信机结构示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种网络设备结构示意图；

图5为本发明实施例提供的又一种网络设备结构示意图；

图6为本发明实施例提供一种信号干扰的抑制方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

本发明实施例提供一种网络设备，如图1所示，所述网络设备包括：信号转发装置11、干扰抵消板12。

干扰抵消板12与所述信号转发装置11的第一天线和第二天线连接，可以用于抵消第一自干扰信号，所述第一自干扰信号为所述第一天线与所述第二天线之间的自干扰信号，第一天线和第二天线可以用于收发信号。

信号转发装置11还可以包括：数字信号处理单元1101。

干扰抵消板12，具体可以用于对发射信号进行功率分配，对功率分配后的信号进行模拟重建，生成模拟重建信号，并根据所述模拟重建信号对所述第一自干扰信号进行抵消，所述发射信号为所述第一天线或者所述第二天线发送的，所述第一自干扰信号为所述第一天线或者所述第二天线接收的。

数字信号处理单元1101，可以用于若根据所述模拟重建信号对所述第一自干扰信号进行抵消后存在残留信号，对所述残留信号进行数字消除。

进一步地，信号转发装置11具体可以为中继用户设备RUE和中继基站ReNB，如图2所示，所述网络设备包括：RUE21、ReNB22、干扰抵消板23。干扰抵消板23，分别与所述RUE21的收发天线和ReNB22的收发天线连接，可以用于抵消RUE与ReNB之间的第一自干扰信号。

具体地，干扰抵消板23首先对发射信号进行功率分配，然后对功率分配之后的信号进行模拟重建，生成模拟重建信号，最后通过该模拟重建信号与第一自干扰信号进行相减抵消。

其中，若进行下行通信，则发射信号是由ReNB进行发送的，第一自干扰信号为RUE接收的ReNB进行发送的该发射信号，即此时消除的为ReNB发送的发射信号对RUE接收的有用信号的干扰。若进行上行通信，则发射信号是由RUE进行发送的，第一自干扰信号为ReNB接收的该发射信号，即此时消除的为RUE发送的发射信号对ReNB接收的有用信号的干扰。对于功率分配的过程具体可以通过在干扰抵消板内部配置功率分配器件对发射信号进行功率分配。

对于本发明实施例中，对发射信号经过功率分配之后的信号进行模拟重建，生成模拟重建信号具体可以为：干扰抵消板将发射信号分成N路发射子信号，然后通过调节每一路的发射子信号的幅度和相位，再对调节后的N路发射子信号进行功率合成，就可以合成为任意幅度和相位的模拟重建信号，最后将模拟重建信号与自干扰信号相减，从而达到抵消干扰的效果。其中，N的具体取值是由信道环境的多径数决定，本发明实施例不做限定。模拟重建信号与发射信号的幅度保持相同，模拟重建信号与发射信号的时延保持相同。

可替换地，对发射信号进行功率分配，分成N路发射子信号，其中，N为大于1的自然数；将N路发射子信号的时延保持不变，将M路发射子信号的幅度保持不变，对（N－M）路发射子信号的幅度进行调节，其中，M为大于等于零且小于N的自然数；对M路发射子信号和调节后的（N－M）路发射子信号进行功率合成，得到模拟重建信号。由于重建任意相位和幅度的模拟重建信号时，其可调量有2N个，算法复杂度较高，这样通过将所有时延固定，并固定M个幅度衰减（0≤M＜N），只调节N－M个幅度控制器，从而在实现了重建任意相位和幅度的模拟重建信号的同时，降低了算法复杂度。

对于本发明实施例，当存在多个发射信号时，可以对每一个发射信号进行功率分配分别得到分配之后的信号，然后对每一个分配之后的信号进行模拟重建，生成多个模拟重建信号，最后通过生成的多个模拟重建信号分别与对应的自干扰信号进行相减抵消，从而实现了对多天线产生的多个自干扰信号进行消除。

进一步地，若干扰抵消板通过该模拟重建信号与第一自干扰信号进行相减抵消后存在残留信号，可以通过RUE数字信号处理单元或者ReNB数字信号处理单元对残留信号进行估计，然后对残留信号进行数字消除。

在本发明实施例中对残留信号的数字消除可以有多种实现方式，例如，以下行通信为例，首先ReNB发送导频信号，然后ReNB数字信号处理单元根据导频信号估计出数字重建信道的信息以及自干扰信道的信息，并根据上述信息得到数字重建信号，最后ReNB数字信号处理单元将数字重建信号与残留信号进行相减后，从而消除残留信号。再例如，以下行通信为例，ReNB发射导频信号，然后将导频信号输入到数字滤波器中，并通过数字滤波器生成数字重建信号，最后ReNB数字信号处理单元将数字重建信号与残留信号进行相减后，从而消除残留信号。

进一步地，RUE21具体可以包括：RUE数字信号处理单元2101和第一收发信机2102。

ReNB22具体可以包括：ReNB数字信号处理单元2201和第二收发信机2202，所述RUE21与所述ReNB22进行信号传输。

需要说明的是，现有RUE或者ReNB中的收发信机通常包括有发射天线和接收天线，信号发射通过发射天线进行，信号接收通过接收天线进行。为了避免发射天线和接收天线之间产生自干扰信号，现有收发信机通常采用现有的TDD（Time Division Duplex，时分双工）模式和FDD（Frequency Division Duplex，频分双工）模式进行通信。采用TDD模式的收发信机接收和传送信号是在同一频率信道的不同时隙进行，使用不同的时隙来分离接收和传送信道，而采用FDD模式的收发信机是利用不同频率进行上下行通信，这两种方式的频谱利用率都较低。与现有RUE或者ReNB中的收发信机相比，本发明实施例中的第一收发信机或者第二收发信机增加了干扰抵消单元，可以消除RUE或者ReNB自身的发射天线与接收天线之间的自干扰信号，从而保证了RUE或者ReNB可以进行同时同频全双工通信，即保证了回传链路和接入链路都能进行全双工通信，提升了频谱利用率。所述收发信机可以如图3所示，具体可以包括：收发单元31和干扰抵消单元32。

收发单元31，可以用于通过发射天线发送信号并通过接收天线接收信号。

干扰抵消单元32，可以用于对所述收发单元31发送的发射信号进行功率分配，对经过功率分配之后的信号进行模拟重建，生成模拟重建信号，然后在收发信机对应的数字信号处理单元的控制下，根据所述收发单元31接收的第二自干扰信号对所述发射信号进行数字重建，得到数字重建信号，最后对所述模拟重建信号和所述数字重建信号进行功率合成，生成重建信号，并将所述重建信号与所述第二自干扰信号进行相减，抵消第二自干扰信号，以降低收发单元31发送的发射信号对收发单元31接收的有用信号的干扰。从而可以在不增加频谱带宽的情况下，实现了回传链路和接入链路的全双工通信，提高了频谱利用率，降低通信运营成本。

对于本发明实施例中的收发单元31的发射天线和接收天线可以为连接有环形器的同一根天线，其中，环形器有3个端口，信号只能顺时针输出，不能逆时针和跨端口输出，通过环形器就可以使用同一根天线进行信号的接收和发送，有利于器件的小型化，从而降低了设备的复杂度。

对于本发明实施例，在干扰抵消板对第一自干扰信号进行消除之前还可以包括：对第一自干扰信号进行天线消除。

具体地，天线消除的实现方式包括：1)天线摆放，可以通过距离稍许拉远实现。在天线间隔为10cm-1m时，天线隔离度提升很快；并且可以还可以通过适当的垂直放置来进一步增强天线的空间隔离。2)接收天线与发射天线采用不同的极化方式，例如发射天线采用水平极化，接收天线采用垂直极化。3)将发射天线的旁瓣零陷与接收天线天线位置对应。4)利用电路对环形器泄露信号和驻波比引起的回波信号进行自干扰消除。

进一步地，本实施例提供又一种网络设备，如图4所示，所述网络设备包括：干扰抵消板41、中继用户设备RUE42、中继基站ReNB43。

其中，干扰抵消板41与图2中所示的干扰抵消板23相同，RUE42中的收发信机为图3中所示的收发信机，该收发信机与RUE42中的RUE数字信号处理单元相连接。

通过本发明实施例提供的又一种网络设备可以消除RUE42的天线与ReNB43的天线之间的自干扰信号，可以实现回传链路和接入链路同时同频工作，同时，消除了RUE42的发射天线与接收天线之间的自干扰信号，从而实现了回传链路的同时同频全双工通信，提升了频谱利用率和回传链路的吞吐量。

进一步地，本发明实施例提供再一种网络设备，如图5所示，所述网络设备包括：干扰抵消板51、中继用户设备RUE52、中继基站ReNB53。

其中，干扰抵消板51与图2中所示的干扰抵消板23相同；RUE52中的收发信机为图3中所示的收发信机，该收发信机与RUE52中的数字信号处理单元相连接；ReNB53中的收发信机为图3中所示的收发信机，该收发信机与ReNB53中的ReNB数字信号处理单元相连接。

通过本发明实施例提供的又一种网络设备可以消除RUE52的收发天线与ReNB53的收发天线之间的自干扰信号，可以实现回传链路和接入链路同时同频工作，同时，消除了RUE52的发射天线与接收天线之间的自干扰信号和ReNB53的发射天线与接收天线之间的自干扰信号，从而实现了回传链路进行同时同频全双工通信，并且接入链路也进行同时同频全双工通信，进一步提升了频谱利用率。

本发明实施例提供的网络设备，包括信号转发装置，所述网络设备还包括：干扰抵消板；所述干扰抵消板与所述信号转发装置的第一天线和第二天线连接，用于抵消第一自干扰信号，所述第一自干扰信号为所述第一天线与所述第二天线之间的自干扰信号。与目前需要通过时分或者频分的方式消除回传链路与接入链路之间的干扰相比，本发明实施例通过干扰抵消板对回传链路与接入链路之间的自干扰信号进行消除，可以实现回传链路和接入链路同时同频工作，提升了频谱的利用效率。

本发明实施例提供一种信号干扰的抑制方法，如图6所示，所述方法包括：

601、网络设备发送发射信号。

602、对所述发射信号进行功率分配。

603、对功率分配后的信号进行模拟重建，生成模拟重建信号。

604、接收第一自干扰信号。

其中，所述第一自干扰信号为所述网络设备中第一天线与第二天线之间的自干扰信号。

605、根据所述模拟重建信号对所述第一自干扰信号进行抵消。

进一步地，步骤605之后还可以包括若根据所述模拟重建信号对所述第一自干扰信号进行抵消后存在残留信号，对所述残留信号进行数字消除。

对于本发明实施例中的网络设备，还可以对网络设备中产生的第二自干扰信号进行消除，第二自干扰信号为网络设备中收发信机的发射天线与接收天线之间的自干扰信号，从而可以实现网络设备中的信号转发装置的全双工通信。其中，所述收发信机的发射天线和所述收发信机的接收天线为连接有环形器的同一根天线。

具体地，首先对所述收发信机发送的发射信号进行功率分配，对功率分配后的信号进行模拟重建，生成模拟重建信号，然后根据所述第二自干扰信号对所述发射信号进行数字重建，得到数字重建信号，最后对所述模拟重建信号和所述数字重建信号进行功率合成，得到重建信号，并根据所述重建信号对所述第二自干扰信号进行抵消。

本发明实施例提供的信号干扰的抑制方法，首先网络设备发送所述发射信号，然后接收第一自干扰信号和业务信号，所述第一自干扰信号为所述网络设备中第一天线与第二天线之间的自干扰信号，最后对所述第一自干扰信号进行抵消，以降低所述发射信号对所述业务信号的干扰。与目前需要通过时分或者频分的方式消除回传链路与接入链路之间的干扰相比，本发明实施例通过干扰抵消板对回传链路与接入链路之间的自干扰信号进行消除，可以实现回传链路与接入链路同时同频工作，提升了频谱的利用效率。

本发明实施例提供的网络设备可以实现上述提供的方法实施例，具体功能实现请参见方法实施例中的说明，在此不再赘述。本发明实施例提供的信号干扰的抑制方法及网络设备可以适用于通信系统领域，但不仅限于此。

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流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random AccessMemory，RAM）等。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种网络设备，包括信号转发装置，其特征在于，所述网络设备还包括：干扰抵消板；

所述干扰抵消板与所述信号转发装置的第一天线和第二天线连接，用于抵消第一自干扰信号，所述第一自干扰信号为所述第一天线与所述第二天线之间的自干扰信号；

所述信号转发装置还包括：数字信号处理单元；

所述干扰抵消板，具体用于对发射信号进行功率分配，对功率分配后的信号进行模拟重建，生成模拟重建信号，并根据所述模拟重建信号对所述第一自干扰信号进行抵消，所述发射信号为所述第一天线或者所述第二天线发送的，所述第一自干扰信号为所述第一天线或者所述第二天线接收的；

所述数字信号处理单元，用于若根据所述模拟重建信号对所述第一自干扰信号进行抵消后存在残留信号，对所述残留信号进行数字消除。

2.根据权利要求1所述的网络设备，其特征在于，所述信号转发装置还包括：

中继用户设备RUE、中继基站ReNB，所述RUE与所述ReNB进行信号传输；

所述RUE包括RUE数字信号处理单元和第一收发信机，所述RUE数字信号处理单元和所述第一收发信机相连接；

所述ReNB包括ReNB数字信号处理单元和第二收发信机，所述ReNB数字信号处理单元和所述第二收发信机相连接。

3.根据权利要求2所述的网络设备，其特征在于，所述第一收发信机或者所述第二收发信机包括：收发单元和干扰抵消单元；

所述干扰抵消单元，用于对所述收发单元发送的发射信号进行功率分配，对功率分配后的信号进行模拟重建，生成模拟重建信号，并根据所述收发单元接收的第二自干扰信号对所述发射信号进行数字重建，得到数字重建信号，所述第二自干扰信号为所述收发单元的发射天线与接收天线之间的自干扰信号；

所述干扰抵消单元，还用于对所述模拟重建信号和所述数字重建信号进行功率合成，得到重建信号，并根据所述重建信号对所述第二自干扰信号进行抵消。

4.根据权利要求3所述的网络设备，其特征在于，

所述收发单元的发射天线和所述收发单元的接收天线为连接有环形器的同一根天线。

5.一种信号干扰的抑制方法，其特征在于，包括：

网络设备发送发射信号；

接收第一自干扰信号，所述第一自干扰信号为所述网络设备中第一天线与第二天线之间的自干扰信号；

对所述第一自干扰信号进行抵消；

所述接收第一自干扰信号之前还包括：

对所述发射信号进行功率分配；

对功率分配后的信号进行模拟重建，生成模拟重建信号；

所述对所述第一自干扰信号进行抵消包括：

根据所述模拟重建信号对所述第一自干扰信号进行抵消。

6.根据权利要求5所述的信号干扰的抑制方法，其特征在于，所述根据所述模拟重建信号对所述第一自干扰信号进行抵消之后还包括：

若根据所述模拟重建信号对所述第一自干扰信号进行抵消后存在残留信号，对所述残留信号进行数字消除。

7.根据权利要求5所述的信号干扰的抑制方法，其特征在于，还包括：

对第二自干扰信号进行抵消，所述第二自干扰信号为所述网络设备中收发信机的发射天线与接收天线之间的自干扰信号。

8.根据权利要求7所述的信号干扰的抑制方法，其特征在于，所述对第二自干扰信号进行抵消包括：

对所述收发信机发送的发射信号进行功率分配；

对功率分配后的信号进行模拟重建，生成模拟重建信号；

根据所述第二自干扰信号对所述发射信号进行数字重建，得到数字重建信号；

对所述模拟重建信号和所述数字重建信号进行功率合成，得到重建信号，并根据所述重建信号对所述第二自干扰信号进行抵消。

9.根据权利要求8所述的信号干扰的抑制方法，其特征在于，

所述收发信机的发射天线和所述收发信机的接收天线为连接有环形器的同一根天线。