CN105337720A - 一种模拟自干扰抑制电路及自干扰抑制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模拟自干扰抑制电路及干扰抑制方法，电路包括第一延时器、第二延时器、第三延时器、第四延时器、第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器、第一加法器、第二加法器、第一低通滤波、第二低通滤波和-90°移相器；接收信号y(t)连接至第一延时器、第二乘法器、第三延时器和第四乘法器，参考信号x(t)连接至第一乘法器、第二延时器和-90°移相器，-90°移相器连接至第三乘法器和第四延时器，第二延时器连接至第二乘法器第四延时器连接至第四乘法器，第一乘法器和第二乘法器连接至第一加法器，第三乘法器和第四乘法器连接至第二加法器，第一加法器连接至第一低通滤波，第二加法器连接至第二低通滤波。

Description

一种模拟自干扰抑制电路及自干扰抑制方法
技术领域
本发明属于无线通信中的同时同频全双工通信领域，特别是一种模拟自干扰抑制电路及自干扰抑制方法。
背景技术
同时同频全双工通信在相同频率进行同时收发，能够将现有半双工通信的吞吐量提高一倍。同时同频全双工的核心问题是自干扰抑制，由模拟自干扰抑制和数字自干扰抑制两部分组成。模拟自干扰抑制负责将强自干扰信号降低到接收通道的动态范围以内，然后由数字自干扰抑制负责残余自干扰及其多径分量的抑制。本文关注的是模拟自干扰抑制。
目前与本发明方案相近的技术文献有两个：一个是深圳大学张胜利等人发表的BlindKnownInterferenceCancellation(IEEEJournalonSelectedAreasinCommunications,vol.31,no.8,Aug.2013)，另一个是《一种多信道盲已知干扰消除方法》(申请号201310010968.8)。前者针对平坦衰落情况下，在数字域进行干扰抑制。这种方法由于存在除法操作难以应用在模拟域，并且此方法对过零点其敏感。还有，此方法针对的是符号级采样率上面的干扰抑制处理，处理的是数字信号。后者针对多信道的干扰抑制提出新方法来提高抑制性能。这种方法针对的是多信道信号，也存在除法操作难以应用在模拟域，并且这种方法的多信道分离技术采用的是傅里叶变化，因此也只能应用在数字域中。最后，这两种方法主要针对的是基带处理，并没有考虑射频载波的影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种模拟自干扰抑制电路及自干扰抑制方法，该干扰电路结构简单，易于集成，模块性强，对自干扰信道跟踪速度快，对延时误差敏感度低。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种模拟自干扰抑制电路，它包括第一延时器、第二延时器、第三延时器、第四延时器、第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器、第一加法器、第二加法器、第一低通滤波、第二低通滤波和-90°移相器；接收信号y(t)连接至第一延时器、第二乘法器、第三延时器和第四乘法器，参考信号x(t)连接至第一乘法器、第二延时器和-90°移相器，-90°移相器连接至第三乘法器和第四延时器，第二延时器连接至第二乘法器第四延时器连接至第四乘法器，第一乘法器和第二乘法器连接至第一加法器，第三乘法器和第四乘法器连接至第二加法器，第一加法器连接至第一低通滤波，第二加法器连接至第二低通滤波，第一低通滤波连接输出信号第二低通滤波输出信号
该电路还包括第一幅相调整和第二幅相调整，第一幅相调整连接在第二延时器与第二乘法器之间，第二幅相调整连接在第四延时器与第四乘法器之间，第一低通滤波的输出还与第一幅相调整连接，第二低通滤波的输出还与第二幅相调整连接。
所述的第一延时器、第二延时器、第三延时器和第四延时器为四个相同延时T的延时器，其中T＞0。
所述的第一幅相调整根据输入信号的大小调整来自第二延时器的信号的幅值和相位，所述第二幅相调整根据输入信号的大小调整来自第四延时器的信号的幅值和相位。
所述的第一低通滤波和第二低通滤波的通带包含0-B频带范围，阻带覆盖2f-B以上频带，其中B为自干扰信号带宽，f为自干扰信号载频.
一种模拟自干扰抑制电路的自干扰抑制方法，该方法包括同相支路接收流程和正交支路接收流程；
所述的同相支路接收流程包括：接收信号y(t)经过第一延时器延时T后和参考信号x(t)在第一乘法器中相乘得到a(t)，参考信号x(t)经过第二延时器延时T后和接收信号y(t)在第二乘法器中相乘得到b(t)，a(t)和b(t)在第一加法器中相加后由第一低通滤波滤除高频项得到同相支路输出信号
所述的正交支路接收流程包括：参考信号x(t)经过-90°移相器移相得到参考信号接收信号y(t)经过第三延时器延时T后和参考信号在第一乘法器中相乘得到c(t)，参考信号经过第四延时器延时T后和接收信号y(t)在第四乘法器中相乘得到d(t)，c(t)和d(t)在第二加法器中相减后由第二低通滤波滤除高频项得到正交支路输出信号
本发明的有益效果是：
1)结构简单、易集成：并且本发明所需的延时器、乘法器、加法器、低通滤波等模块集成技术成熟，易于实现。尤其本发明仅仅要求第一延时器、第二延时器、第三延时器和第四延时器具有相同的延时即可，并不要求具有特定的延时量，因此易于实现。
2)模块性强：本发明没有自干扰信道估计操作，因此不需要数字芯片辅助，便于单片集成。
3)跟踪速度快：本发明不存在信道估计操作，因此对于自干扰信道的变化能够快速跟踪。
4)对延时误差敏感度低：第一幅相调整可以近似补偿第一延时器和第二延时器之间的延时差。第二幅相调整可以近似补偿第三延时器和第四延时器之间的延时差。
附图说明
图1为自干扰抑制电路逻辑框图；
图2为实施例一示意图；
图3为实施例二示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种模拟自干扰抑制电路，它包括第一延时器、第二延时器、第三延时器、第四延时器、第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器、第一加法器、第二加法器、第一低通滤波、第二低通滤波和-90°移相器；接收信号y(t)连接至第一延时器、第二乘法器、第三延时器和第四乘法器，参考信号x(t)连接至第一乘法器、第二延时器和-90°移相器，-90°移相器连接至第三乘法器和第四延时器，第二延时器连接至第二乘法器第四延时器连接至第四乘法器，第一乘法器和第二乘法器连接至第一加法器，第三乘法器和第四乘法器连接至第二加法器，第一加法器连接至第一低通滤波，第二加法器连接至第二低通滤波，第一低通滤波连接输出信号第二低通滤波输出信号
该电路还包括第一幅相调整和第二幅相调整，第一幅相调整连接在第二延时器与第二乘法器之间，第二幅相调整连接在第四延时器与第四乘法器之间，第一低通滤波的输出还与第一幅相调整连接，第二低通滤波的输出还与第二幅相调整连接。
所述的第一延时器、第二延时器、第三延时器和第四延时器为四个相同延时T的延时器，其中T＞0。
所述的第一幅相调整根据输入信号的大小调整来自第二延时器的信号的幅值和相位，所述第二幅相调整根据输入信号的大小调整来自第四延时器的信号的幅值和相位。在参考信号x(t)来源于数字域的时候，自干扰抑制电路不包括第一幅相调整和第二幅相调整，在参考信号x(t)来源于发射通道的射频域的时候，自干扰抑制电路包括第一幅相调整和第二幅相调整。
所述的第一低通滤波和第二低通滤波的通带包含0-B频带范围，阻带覆盖2f-B以上频带，其中B为自干扰信号带宽，f为自干扰信号载频.
一种模拟自干扰抑制电路的自干扰抑制方法，该方法包括同相支路接收流程和正交支路接收流程；
所述的同相支路接收流程包括：接收信号y(t)经过第一延时器延时T后和参考信号x(t)在第一乘法器中相乘得到a(t)，参考信号x(t)经过第二延时器延时T后和接收信号y(t)在第二乘法器中相乘得到b(t)，a(t)和b(t)在第一加法器中相加后由第一低通滤波滤除高频项得到同相支路输出信号
所述的正交支路接收流程包括：参考信号x(t)经过-90°移相器移相得到参考信号接收信号y(t)经过第三延时器延时T后和参考信号在第一乘法器中相乘得到c(t)，参考信号经过第四延时器延时T后和接收信号y(t)在第四乘法器中相乘得到d(t)，c(t)和d(t)在第二加法器中相减后由第二低通滤波滤除高频项得到正交支路输出信号
优选的实施方式一，如图2所示，图中以“环形器+单天线”的结果为例，但不排除收发机采用两个分离天线的情况。
本发明的输入为接收信号y(t)和参考信号x(t)，接收信号y(t)为天线接收到的信号或者环形器接收端口的信号，参考信号x(t)为本地已知的发射信号。干扰抑制包含一个同相支路接收流程和一个正交支路接收流程。
同相支路接收流程：
接收信号y(t)经过第一延时器延时T后和参考信号x(t)在第一乘法器中相乘得到a(t)。参考信号x(t)经过第二延时器延时T后再经过第一幅相调整调整幅度和相位后和接收信号y(t)在第二乘法器中相乘得到b(t)。a(t)和b(t)在第一加法器中相加后由第一低通滤波滤除高频项得到同相支路输出信号
正交支路接收流程：
参考信号x(t)经过-90°移相器移相得到参考信号接收信号y(t)经过第三延时器延时T后和参考信号在第一乘法器中相乘得到c(t)。参考信号经过第四延时器延时T后再经过第二幅相调整调整幅度和相位后和接收信号y(t)在第四乘法器中相乘得到d(t)。c(t)和d(t)在第二加法器中相减后由第二低通滤波滤除高频项得到正交支路输出信号
优选的实施方式二，如图3所示，图中以“环形器+单天线”的结果为例，但不排除收发机采用两个分离天线的情况。
本发明的输入为接收信号y(t)和参考信号x(t)，接收信号y(t)为天线接收到的信号或者环形器接收端口的信号，参考信号x(t)为本地发射的基带信号经过共轭、DAC、辅助通道得到的射频信号。接收信号y(t)和参考信号x(t)具有相同的频点。干扰抑制包含一个同相支路接收流程和一个正交支路接收流程。
同相支路接收流程：
接收信号y(t)经过第一延时器延时T后和参考信号x(t)在第一乘法器中相乘得到a(t)，参考信号x(t)经过第二延时器延时T后和接收信号y(t)在第二乘法器中相乘得到b(t)，a(t)和b(t)在第一加法器中相加后由第一低通滤波滤除高频项得到同相支路输出信号
正交支路接收流程：
参考信号x(t)经过-90°移相器移相得到参考信号接收信号y(t)经过第三延时器延时T后和参考信号在第一乘法器中相乘得到c(t)，参考信号经过第四延时器延时T后和接收信号y(t)在第四乘法器中相乘得到d(t)，c(t)和d(t)在第二加法器中相减后由第二低通滤波滤除高频项得到正交支路输出信号

Claims (6)

1.一种模拟自干扰抑制电路，其特征在于：它包括第一延时器、第二延时器、第三延时器、第四延时器、第一乘法器、第二乘法器、第三乘法器、第四乘法器、第一加法器、第二加法器、第一低通滤波、第二低通滤波和-90°移相器；接收信号y(t)连接至第一延时器、第二乘法器、第三延时器和第四乘法器，参考信号x(t)连接至第一乘法器、第二延时器和-90°移相器，-90°移相器连接至第三乘法器和第四延时器，第二延时器连接至第二乘法器第四延时器连接至第四乘法器，第一乘法器和第二乘法器连接至第一加法器，第三乘法器和第四乘法器连接至第二加法器，第一加法器连接至第一低通滤波，第二加法器连接至第二低通滤波，第一低通滤波连接输出信号第二低通滤波输出信号
2.根据权利要求1所述的一种模拟自干扰抑制电路，其特征在于：该电路还包括第一幅相调整和第二幅相调整，第一幅相调整连接在第二延时器与第二乘法器之间，第二幅相调整连接在第四延时器与第四乘法器之间，第一低通滤波的输出还与第一幅相调整连接，第二低通滤波的输出还与第二幅相调整连接。
3.根据权利要求1所述的一种模拟自干扰抑制电路，其特征在于：所述的第一延时器、第二延时器、第三延时器和第四延时器为四个相同延时T的延时器，其中T＞0。
4.根据权利要求2所述的一种模拟自干扰抑制电路，其特征在于：所述的第一幅相调整根据输入信号的大小调整来自第二延时器的信号的幅值和相位，所述第二幅相调整根据输入信号的大小调整来自第四延时器的信号的幅值和相位。
5.根据权利要求1所述的一种模拟自干扰抑制电路，其特征在于：所述的第一低通滤波和第二低通滤波的通带包含0-B频带范围，阻带覆盖2f-B以上频带，其中B为自干扰信号带宽，f为自干扰信号载频。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的一种模拟自干扰抑制电路的自干扰抑制方法，其特征在于：该方法包括同相支路接收流程和正交支路接收流程；
所述的同相支路接收流程包括：接收信号y(t)经过第一延时器延时T后和参考信号x(t)在第一乘法器中相乘得到a(t)，参考信号x(t)经过第二延时器延时T后和接收信号y(t)在第二乘法器中相乘得到b(t)，a(t)和b(t)在第一加法器中相加后由第一低通滤波滤除高频项得到同相支路输出信号
所述的正交支路接收流程包括：参考信号x(t)经过-90°移相器移相得到参考信号接收信号y(t)经过第三延时器延时T后和参考信号在第一乘法器中相乘得到c(t)，参考信号经过第四延时器延时T后和接收信号y(t)在第四乘法器中相乘得到d(t)，c(t)和d(t)在第二加法器中相减后由第二低通滤波滤除高频项得到正交支路输出信号
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