CN105530059A - 通信方法及通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通信方法，所述通信方法的步骤包括：生成发送数据；对发送数据进行扩频及上变频生成扩频数据；将扩频数据进行数模转换生成发送信号；发射发送信号；将所述发送信号模数转换为消除基准数据；接收外部信号；基于所述发送信号对所述外部信号进行射频干扰处理以重建转换为射频消除信号；将射频消除信号模数转换为待消数据；将所述待消数据与所述消除基准数据对消形成干扰消除数据；及对干扰消除数据进行解扩频。本发明还公开了一种通信系统，所述通信系采用带有正交性的扩频码进行扩频调制和解扩频能够使系统中的无用信号包括自干扰信号与接收到的外部信号的有用信号产生良好的隔离度，形成较好的接收效果。

Description

通信方法及通信系统

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种通信方法及一种通信系统。

背景技术

目前的蜂窝网络中，常用的频分双工(FDD)和时分双工(TDD)模式都无法实现上下行数据的同时同频传输(即全双工)，原因是基站发出的信号将严重干扰自身的接收信号(即自干扰)。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本发明的主要目的在于提供一种通信方法，旨在消除通信系统中包括自干扰信号的无用信号。

本发明提供的一种通信方法，其包括：

生成发送数据；

对所述发送数据进行扩频及上变频生成扩频数据；

将所述扩频数据进行数模转换生成发送信号；

发射所述发送信号；

将所述发送信号模数转换为消除基准数据；

接收外部信号；

基于所述发送信号对所述外部信号进行射频干扰处理以重建转换为射频消除信号；

将射频消除信号模数转换为待消数据；

将所述待消数据与所述消除基准数据对消形成干扰消除数据；及

对干扰消除数据进行解扩频。

在本发明实施方式的通信方法中，采用带有正交性的扩频码进行扩频调制和解扩频，能够使系统中的无用信号包括自干扰信号与接收到的外部信号的有用信号产生良好的隔离度，形成较好的接收效果，解决了现在通信方法中的某些问题。

在某些具体实施方式中，所述扩频及上变频步骤包括采用带有正交性的扩频码进行扩频调制，所述发送数据经过扩频调制后生成扩频数据。

在某些具体实施方式中，所述射频干扰处理包括直接射频耦合干扰抑制或数字辅助射频干扰抑制。

在某些具体实施方式中，所述对消包括线性数字干扰重建和消除及非线性数字干扰重建和消除。

在某些具体实施方式中，所述解扩频步骤包括采用带有正交性的扩频码对所述干扰消除数据进行解扩频。

本发明还提供了一种通信系统，所述通信系统包括：

信号产生单元，所述信号产生单元用于生成发送数据；

扩频调制单元，所述扩频调制单元用于对发送数据进行扩频及上变频生成扩频数据；

数模转化单元，所述数模转换单元用于将扩频数据进行数模转换生成发送信号；

天线单元，所述天线单元用于发射发送信号并接收外部信号；

第一模数转换单元，所述第一模数转换单元用于将所述发送信号模数转换为消除基准数据；

射频消除单元，所述射频消除单元用于基于所述发送信号对所述外部信号进行射频干扰处理以重建转换为射频消除信号；

第二模数转换单元，所述第二模数转换单元用于将射频消除信号模数转换为待消数据；

数字消除单元，所述数字消除单元用于将所述待消数据与所述消除基准数据对消形成干扰消除数据；及

解扩频单元，所述解扩频单元用于对干扰消除数据进行解扩频。

在某些具体实施方式中，所述扩频调制单元采用带有正交性的扩频码对所述发送数据进行扩频调制。

在某些具体实施方式中，所述通信系统包括：

环形器，所述环形器用于将所述发送信号送至所述天线单元的发送端及将所述外部信号送至所述天线单元的接收端。

在某些具体实施方式中，所述射频消除单元包括射频消除模块和射频重建模块。

在某些具体实施方式中，所述数字消除单元包括数字消除模块和数字重建模块。

在某些具体实施方式中，所述解扩频单元采用带有正交性的扩频码对所述干扰消除数据进行解扩频。

在某些具体实施方式中，所述天线单元包括一根或多根天线，所述天线单元的发送端和接收端共用一根天线或设置有发送端天线和接收端天线。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施方式的通信方法的流程图。

图2是根据本发明一个实施方式的通信系统的示意图。

图3是根据本发明一个实施方式的通信系统的示意图。

图4是根据本发明一个实施方式的通信系统的示意图。

图5是根据本发明一个实施方式的通信系统的电路框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明的实施方式，而不能理解为对本发明的实施方式的限制。

本发明提供了一种通信方法及一种通信系统。

请参阅图1，本发明实施方式的通信方法包括以下步骤：

S101：生成发送数据；

S102：对发送数据进行扩频及上变频生成扩频数据；

S103：将扩频数据进行数模转换生成发送信号；

S104：发射发送信号；

S105：将发送信号模数转换为消除基准数据；

S106：接收外部信号；

S107：基于发送信号对外部信号进行射频干扰处理以重建转换为射频消除信号；

S108：将射频消除信号模数转换为待消数据；

S109：将待消数据与消除基准数据对消形成干扰消除数据；及

S110：对干扰消除数据进行解扩频。

在某些具体实施方式中，本发明提供的通信方法可以适用于全双工同时同频收发通信系统。

在某些具体实施方式中，步骤S102中扩频及上变频包括采用带有正交性的扩频码进行扩频调制。

如此，采用正交扩频调制利用正交扩频码的相关性可以使不同的信号产生一定的隔离度。

在某些具体实施方式中，步骤S107中的射频干扰处理可以是直接射频耦合干扰抑制或数字辅助射频干扰抑制。

在某些具体实施方式中，步骤S109中的对消包括线性数字干扰重建和消除及非线性数字干扰重建和消除。

在某些具体实施方式中，步骤S110中的解扩频包括采用带有正交性的扩频码对干扰消除数据进行解扩频。

请参阅图2，本发明还提供了一种通信系统200，通信系统200包括：

信号产生单元210，信号产生单元210用于生成发送数据；

扩频调制单元211，扩频调制单元211用于对发送数据进行扩频及上变频生成扩频数据；

数模转化单元212，数模转换单元212用于将扩频数据进行数模转换生成发送信号；

天线单元214，天线单元214用于发射发送信号并接收外部信号；

第一模数转换单元217，第一模数转换单元217用于将发送信号模数转换为消除基准数据；

射频消除单元215，射频消除单元215用于基于发送信号对外部信号进行射频干扰处理以重建转换为射频消除信号；

第二模数转换单元216，第二模数转换单元216用于将射频消除信号模数转换为待消数据；

数字消除单元218，数字消除单元218用于将待消数据与消除基准数据对消形成干扰消除数据；及

解扩频单元219，解扩频单元219用于对干扰消除数据进行解扩频。

在本实施方式的通信方法中，采用带有正交性的扩频码进行扩频调制和解扩频，能够使系统中的无用信号包括自干扰信号与接收到的外部信号的有用信号产生良好的隔离度，形成较好的接收效果，解决了现在通信方法中的某些问题。

在某些具体实施方式中，本发明实施方式的通信方法可以用于上述通信系统200，即通信系统200中的扩频调制单元211可以采用带有正交性的扩频码对信号产生单元生成的发送数据进行正交扩频调制；解扩频单元219可以采用带有正交性的扩频码对数字消除单元218生成的干扰消除数据进行解扩频。

在某些具体实施方式中，通信系统200还包括：

环形器213，环形器213用于将发送信号送至天线单元214的发送端及将外部信号送至天线单元214的接收端。

请参阅图3，在某些具体实施方式中，射频消除单元215包括射频消除模块2151和射频重建模块2153。

在某些具体实施中，射频重建模块2153对信号进行重建调整，调整内容包括信号的相位参数、时延参数及幅度参数等，射频消除模块2151再对信号进行对消。

请参阅图4，在某些具体实施方式中，通信系统200的数字消除单元包括数字消除模块2191及数字重建模块2193。

在某些具体实施方式中，数字重建模块2193对数据进行重建调整，调整内容包括数据的相位参数、时延参数及幅度参数等，数据消除模块2191再对数据进行对消。

请再次参阅图2，通信系统200的天线单元214包括一根或多根天线，天线单元214的发送端和接收端共用一根天线或设置有发送端天线和接收端天线。

在某些具体实施方式中，天线单元214的发送端和接收端可以共用一根天线，如此，节省了空间的同时也降低了电路的复杂度。

在某些具体实施方式中，天线单元214的发送端和接收端的工作频段完全重合或部分重合。

为更好地解释本发明，下面例举一个具体针对一收一发情况的实施例，本发明包括但是不限制于下述实施例。

请参阅图5，信号产生单元210生成发送数据为：

x(t)＝s_lg(t-lT_s)

s_l表示第l个符号时间的符号，g(t)是脉冲成形信号，T_s是符号时间，即第l个符号时间。

在扩频调制单元211中，发送数据乘以带有正交性扩频码并且作上变频，经过数模转换后，发送信号S(t)为：

S(t)＝x₁(t)s_c1(t)cos(2πf_ct)

其中s_c1(t)是带有正交性扩频码，cos(2πf_ct)是上变频调制信号，f_c是载波频率，即发送信号的中心频率，x₁(t)即发送数据x(t)，为与下述x₂(t)区分，x₁(t)为：

x₁(t)＝s_l1g(t-l₁T_s)

其中，s_l1表示第l1个符号时间的符号，g(t)是脉冲成形信号，T_s是符号时间，即第l1个符号时间。

同时，天线单元214接收的外部信号R(t)为：

R(t)＝{x₂(t)s_c2(t)cos(2πf_ct)}*h₂(t)+n(t)

x₂(t)＝s_l2g(t-l₂T_s)

其中，x₂(t)为外部接收信号里的发送数据，由其他的收发机产生的，与x₁(t)是同一类型，s_l2表示第l2个符号时间的符号，g(t)是脉冲成形信号，T_s是符号时间，即第l2个符号时间，s_c2(t)是外部收发机为x₂(t)设计的带有正交性扩频码，在解扩频单元219中利用s_c2(t)进行解扩频，h₂(t)为外部信号R(t)传输过来经历的信道状态，n(t)为外部信号R(t)经历的环境噪声。

自干扰信号S_I(t)为：

S_I(t)＝α_Ix₁(t)s_c1(t)cos(2πf_ct)

其中，α_I表示经过天线单元214的天线端自激反射而回的自干扰信号相比原发送信号的衰减程度。

图中，S‘(t)是发送信号重建出来的射频信号，S‘(t)在射频域对自干扰信号S_I(t)进行消除，S“(t)是利用S‘(t)模数转换后重建出来的数字信号，S“(t)在数字域对自干扰信号S_I(t)进行消除。

经过射频消除和数字消除后，自干扰信号S_I(t)变为：

S‘_I(t)＝α_Fα_Dα_Ix₁(t)s_c1(t)cos(2πf_ct)

其中S’_I(t)为射频消除和数字消除后的自干扰信号，α_F为射频消除程度系数，α_D为数字消除程度系数。

假设接收信号在此前过程中无衰减，于是在解扩频单元219之前的信号为：

Y(t)＝R(t)+S‘_I(t)

其中，R(t)为天线单元214接收的外部信号。

经过解扩频单元219，解调输出的信号为假设脉冲成形函数其中T_s是符号时间，则输出的信号为：

上式第一项表示自干扰信号对接收信号的干扰程度，上式第二项表示接收信号的解扩频过程，上式第三项表示系统叠加噪声。

令状态h₂(t)为h₂(t)＝βδ(t)，上式可简化表示为：

βδ(t)用来简化信号状态h₂(t)，其中，β为简化系数，δ(t)为激励函数，n为系统叠加噪声的简化表达变量。

解扩频输出信号的信噪比SINR为：

$SINR=\frac{|{\mathrm{\βs}}_{l2}{|}^2}{|{\mathrm{\α}}_F{\mathrm{\α}}_D{\mathrm{\α}}_I\mathrm{\ρ}\left(\mathrm{\τ}\right)s_{l1}{|}^2+noisepower}$

其中，ρ(τ)系数表示经消除过后的自干扰信号与接收信号之间的正交程度，τ表示系统同步过程中产生的同步误差，若系统完全同步，则τ为0，noisepower为系统叠加噪声.

由于路径损耗，接收信号的功率非常小，即β非常小。发送信号中自干扰信号的强度远大于外部接收信号，经过衰减之后，同时由扩频码的相关性产生额外隔离度，自干扰信号对外部接收信号干扰的程度|α_Fα_Dα_Iρ(τ)s_l|²变得同样非常小，从而保证输出信号的信噪比SINR大于一定的阈值，形成较好的接收效果。

在本发明的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的实施方式的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的实施方式的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的实施方式中的具体含义。

在本发明的实施方式中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的实施方式的不同结构。为了简化本发明的实施方式的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明的实施方式可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明的实施方式提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理模块的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，″计算机可读介质″可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的实施方式的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种通信方法，其特征在于，包括：

生成发送数据；

对所述发送数据进行扩频及上变频生成扩频数据；

将所述扩频数据进行数模转换生成发送信号；

发射所述发送信号；

将所述发送信号模数转换为消除基准数据；

接收外部信号；

基于所述发送信号对所述外部信号进行射频干扰处理以重建转换为射频消除信号；

将射频消除信号模数转换为待消数据；

将所述待消数据与所述消除基准数据对消形成干扰消除数据；及

对干扰消除数据进行解扩频。

2.如权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述扩频及上变频步骤包括采用带有正交性的扩频码进行扩频调制。

3.如权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述射频干扰处理包括直接射频耦合干扰抑制或数字辅助射频干扰抑制。

4.如权利要求1所述的通信方法，其特征在于，所述对消包括线性数字干扰重建和消除及非线性数字干扰重建和消除。

5.如权利要求1所述通信方法，其特征在于，所述解扩频步骤包括采用带有正交性的扩频码对所述干扰消除数据进行解扩频。

6.一种通信系统，其特征在于，包括：

信号产生单元，所述信号产生单元用于生成发送数据；

扩频调制单元，所述扩频调制单元用于对发送数据进行扩频及上变频生成扩频数据；

数模转化单元，所述数模转换单元用于将扩频数据进行数模转换生成发送信号；

天线单元，所述天线单元用于发射发送信号并接收外部信号；

第一模数转换单元，所述第一模数转换单元用于将所述发送信号模数转换为消除基准数据；

射频消除单元，所述射频消除单元用于基于所述发送信号对所述外部信号进行射频干扰处理以重建转换为射频消除信号；

第二模数转换单元，所述第二模数转换单元用于将射频消除信号模数转换为待消数据；

数字消除单元，所述数字消除单元用于将所述待消数据与所述消除基准数据对消形成干扰消除数据；及

解扩频单元，所述解扩频单元用于对干扰消除数据进行解扩频。

7.如权利要求6所述的通信系统，其特征在于，所述扩频调制单元采用带有正交性的扩频码对所述发送数据进行扩频调制。

8.如权利要求6所述的通信系统，其特征在于，所述通信系统包括：

环形器，所述环形器用于将所述发送信号送至所述天线单元的发送端及将所述外部信号送至所述天线单元的接收端。

9.如权利要求6所述的通信系统，其特征在于，所述射频消除单元包括射频消除模块和射频重建模块。

10.如权利要求6所述的通信系统，其特征在于，所述数字消除单元包括数字消除模块和数字重建模块。

11.如权利要求6所述的通信系统，其特征在于，所述解扩频单元采用带有正交性的扩频码对所述干扰消除数据进行解扩频。

12.如权利要求6所述的通信系统，其特征在于，所述天线单元包括一根或多根天线，所述天线单元的发送端和接收端共用一根天线或设置有发送端天线和接收端天线。