CN105814869A - 全双工天线以及移动终端 - Google Patents

全双工天线以及移动终端 Download PDF

Info

Publication number
CN105814869A
CN105814869A CN201380081580.5A CN201380081580A CN105814869A CN 105814869 A CN105814869 A CN 105814869A CN 201380081580 A CN201380081580 A CN 201380081580A CN 105814869 A CN105814869 A CN 105814869A
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
transmitting antenna
transmitting
reception
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201380081580.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105814869B (zh
Inventor
张军平
杨智策
张黔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huawei Technologies Co Ltd
Original Assignee
Huawei Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huawei Technologies Co Ltd filed Critical Huawei Technologies Co Ltd
Publication of CN105814869A publication Critical patent/CN105814869A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105814869B publication Critical patent/CN105814869B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/521Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas
    • H01Q1/525Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the coupling between adjacent antennas between emitting and receiving antennas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/14Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
    • H04L5/1461Suppression of signals in the return path, i.e. bidirectional control circuits
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04MTELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M1/00Substation equipment, e.g. for use by subscribers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Abstract

本申请公开了一种全双工天线以及移动终端。所述全双工天线包括:接收天线为全向天线,第一发射天线设置于接收天线的一侧,为定向天线,并且,第一发射天线的辐射方向图的主叶瓣的反方向指向接收天线;第二发射天线设置于接收天线的另一侧,第二发射天线至接收天线的距离等于第一发射天线至接收天线的距离,为定向天线,第二发射天线的辐射方向图的主叶瓣的反方向指向接收天线。

Description

全双工天线以及移动终端
【技术领域】 本申请涉及通信领域, 特别是涉及一种全双工天线以及移动终端。 【背景技术】 无线全双工指的是无线收发机实现同时收发的技术。 在传统的无线网 收发机设计中, 为了实现全双工, 或者需要采用两个独立的信道分别进行 发送和接收, 或者需要采用时分系统将接收和发送的时隙分开。 这两类技 术都缺乏对无线频谱的有效利用, 在占用带宽相同的情况下, 两类全双工 技术并没有本质提升整个通信系统的传输效率。
在同一时间、 同一频率上实现全双工的最大问题在于, 当双方的发射 天线同时向对方的接收天线发送信号时, 所发送的信号不仅会被对方的接 收天线所接收, 也会被自身的接收天线所接收。 而且, 由于, 自身的接收 天线至自身的发射天线的距离远比自身的接收天线至对方的发射天线的距 离近, 而信号在传输过程中会有衰落, 所以, 自身的接收天线接收到自身 的发射天线所发送的信号远比自身的接收天线接收到对方的发射天线所发 送的信号强, 导致将对方的发射天线所发送的信号淹没了。
参阅图 1 , 为了提高无线频谱的利用率, 现有技术提供了一种全双工天 线, 能够在同一频率及同一时隙下进行双工传输, 而不影响其接收信号的 信噪比。 所述全双工天线包括: 第一发射天线 111 , 接收天线 113以及第二 发射天线 115。 其中, 第一发射天线 111 , 接收天线 113以及第二发射天线 115都是全向天线。 第一发射天线 111设置接收天线 113的一侧, 第二发射 天线 115设置于接收天线 113的另一侧。 而且, 第一发射天线 111与接收天 线 113的距离为 第二发射天线 115与接收天线 113的距离为 + 其 中, λ为波长。
参考图 2,在第一通信方 210以及第二通信方 220中应用现有技术提供 的全双工天线。 其中, 第一通信方 210中设置有第一发射天线 211 , 第一接 收天线 213以及第二发射天线 215。第二通信方 220中设置有第三发射天线 221 , 第二接收天线 223以及第四发射天线 225。
一方面, 第一通信方 210需要向第二通信方 220发送数据, 所以, 第 一发射天线 211和第二发射天线 215 同时向外发送相同的信号。 而且, 第 一发射天线 211和第二发射天线 215所发送的信号都同时向第一接收天线 213以及第二接收天线 223发送。但是, 第一接收天线 213并不希望接收到 第一发射天线 211 以及第二发射天线 215所发送的信号, 而且, 第一接收 天线 213与第一发射天线 211以及第二发射天线 215的距离要远比第二接 收天线 223与第一发射天线 211以及第二发射天线 215的距离要近, 所以, 第一发射天线 211 以及第二发射天线 215所发送的信号如果被第一接收天 线 213所接收, 将会对第一接收天线 213造成强烈的干扰。 但是, 由于第 一发射天线 211与第一接收天线 213的距离为 d ,第二发射天线 215与第一 接收天线 213的距离为 + λ / 2 , 即两者的距离相距二分之一的波长, 所以, 第一发射天线 211发送到第一接收天线 213的信号刚好与第二发射天线 215 发送到第一接收天线 213 的信号强度相同, 方向反相, 形成相消。 所以, 第一发射天线 211 以及第二发射天线 215所发送的信号不会对第一接收天 线 213造成强烈的干扰。 而第一发射天线 211 以及第二发射天线 215所发 送的信号在空间传输中经过多次发射、 折射, 形成多条路径 (多径效应) 传输到第二接收天线 223 , 被第二接收天线 223所接收。
另一方面, 第二通信方 220需要向第一通信方 210发送数据, 所以, 第三发射天线 221和第四发射天线 225同时向外发送相同的信号。 而且, 第三发射天线 221和第四发射天线 225所发送的信号都同时向第二接收天 线 223以及第一接收天线 213发送。 但是, 第二接收天线 223并不希望接 收到第三发射天线 221和第四发射天线 225所发送的信号, 而且, 第二接 收天线 223与第三发射天线 221和第四发射天线 225的距离要远比第一接 收天线 213与第三发射天线 221和第四发射天线 225的距离要近, 所以, 第三发射天线 221和第四发射天线 225所发送的信号如果被第二接收天线 223所接收, 将会对第二接收天线 223造成强烈的干扰。 但是, 由于第三发 射天线 221与第二接收天线 223的距离为 d ,第四发射天线 225与第二接收 天线 223的距离为 + λ / 2 , 所以, 第三发射天线 221发送到第二接收天线 223的信号刚好与第四发射天线 225发送到第二接收天线 223的信号强度相 同, 方向反相, 形成相消。 所以, 第三发射天线 221以及第四发射天线 225 所发送的信号不会对第二接收天线 223造成强烈的干扰。 而第三发射天线 221以及第四发射天线 225所发送的信号在空间传输中经过多次发射、折射, 形成多条路径 (多径效应)传输到第一接收天线 213 , 被第一接收天线 213 所接收。
由于第一通信方 210的第一发射天线 211 以及第二发射天线 213不会 对第一接收天线 213造成影响, 而, 第二通信方 220的第三发射天线 221 以及第四发射天线 225也不会对第二接收天线 223造成影响。 所以, 第一 通信方 210和第二通信方 220之间可在同一时间和同一频率上双向进行数 据传输。
但是,在这种方式下,第一发射天线 111与接收天线 113的距离为 d时, 则第二发射天线 115与接收天线 113的距离必须为 + λ / 2。 所以, 当使用 的波长发生变化时, 第二发射天线 115 的距离就必须发生变化。 而且, 宽 频信号包括多个频率点, 每个频率点所对应的波长均不相同, 第二发射天 线 115与接收天线 113的距离却只能根据其中一个波长进行设置, 所以, 对于宽频信号就没法应用了。
【发明内容】 本申请提供一种全双工天线以及移动终端, 能够使用频率改变时, 天 线之间的距离不需重新设置, 而且, 对于宽频信号也能够使用。
本申请第一方面提供一种全双工天线, 包括: 接收天线; 第一发射天 线, 设置于所述接收天线的一侧, 所述第一发射天线为定向天线, 并且, 所述第一发射天线的辐射方向图的主叶瓣的反方向指向所述接收天线; 第 二发射天线, 设置于所述接收天线的另一侧, 并且, 所述第二发射天线至 所述接收天线的距离等于所述第一发射天线至所述接收天线的距离, 所述 第二发射天线为定向天线, 并且, 所述第二发射天线的辐射方向图的主叶 瓣的反方向指向所述接收天线。
结合第一方面, 本申请第一方面的第一种可能的实施方式中, 所述接 收天线接收所述第一发射天线所发射的信号的极化方向与所述接收天线接 收所述第二发射天线所发射的信号的极化方向互相垂直。 结合第一方面, 本申请第一方面的第二种可能的实施方式中, 所述全 双工天线还包括: 信号产生器, 所述信号产生器的第一输出端通过第一导 线连接所述第一发射天线, 所述信号产生器的第二输出端通过第二导线连 接所述第二发射天线, 所述信号产生器用于产生两路幅度相同并且相位相 反的发射信号, 并将两路发射信号分别发送给所述第一发射天线以及所述 第二发射天线。
结合第一方面的第二种可能的实施方式, 本申请第一方面的第三种可 能的实施方式中, 所述第一导线与所述第二导线的长度相等。
结合第一方面的第二种可能的实施方式, 本申请第一方面的第四种可 能的实施方式中, 所述全双工天线还包括: 数字干扰消除器, 所述数字干 扰消除器用于接收从接收天线接收到的接收信号, 信号产生器所述数字干 扰消除器用于消除所述接收天线接收到的, 来自所述第一发射天线以及第 二发射天线的干扰信号。
结合第一方面的第四种可能的实施方式, 本申请第一方面的第五种可 能的实施方式中, 包括多组收发通路, 每组收发通路包括接收天线、 第一 发射天线、 第二发射天线以及信号产生器, 所述数字干扰消除器的第一端 用于接收各组的接收天线所输出的接收信号, 所述数字干扰消除器的第二 端用于向各组的信号产生器输出发射信号, 并且, 同一组收发通路中的第 一发射天线和第二发射天线到任意一个接收天线的距离相同。
结合第一方面的第四种可能的实施方式, 本申请第一方面的第六种可 能的实施方式中, 包括模数转换器, 所述模数转换器一端连接所述接收天 线, 另一端连接所述数字干扰消除器, 所述模数转换器用于将接收天线所 接收到的模拟的接收信号转换为数字的接收信号, 并发送给所述数字干扰 消除器。
结合第一方面的第四种可能的实施方式, 本申请第一方面的第六种可 能的实施方式中, 包括数模转换器, 所述数模转换器一端连接所述信号产 生器, 另一端连接所述数字干扰消除器, 所述数模转换器用于将所述数字 干扰消除器所发送的数字的发射信号转换为模拟的发射信号, 并发送给所 述信号产生器。
结合第一方面, 本申请第一方面的第七种可能的实施方式中, 所述第 一发射天线以及所述第二发射天线的辐射方向图没有旁瓣。
结合第一方面, 本申请第一方面的第八种可能的实施方式中, 所述第 一发射天线的辐射主瓣方向和所述第二发射天线的辐射主瓣方向叠加后, 能够形成全方向辐射, 其中, 所述全方向辐射使得在 360度方向中的任意 一个方向都能接收所述发射信号。
本申请第二方面提供一种移动终端, 包括全双工天线, 所述全双工天 线为上述任一种的全双工天线。
上述方案, 能够在同一时隙以及同一频率实现双向通信, 而且通过设 置第一发射天线以及第二发射天线分别在接收天线的两侧, 而且, 第一发 射天线以及第二发射天线两者皆为定向天线, 两者的辐射方向图的主叶瓣 的反方向指向接收天线来增加干扰消除, 与原来第二发射天线到接收天线 的距离必须比第一发射天线到接收天线的距离相差二分之一波长才能增加 干扰消除的方法相比, 不会受到波长的限制, 即使使用频率改变时, 天线 之间的距离也不需重新设置。 而且, 对于宽频信号也同样可以使用。
【附图说明】 图 1是现有技术全双工天线一实施方式的结构示意图;
图 2是现有技术全双工天线的进行双向传输的示意图;
图 3是本申请全双工天线一实施方式的结构示意图;
图 4是本申请全双工天线另一实施方式的结构示意图;
图 5是本申请全双工天线发射天线采用有旁瓣的辐射方向图; 图 6是本申请全双工天线发射天线采用无旁瓣的辐射方向图; 图 7是本申请全双工天线中数字干扰消除器一实施方式的结构示意图; 图 8是本申请全双工天线中再一实施方式的结构示意图。
【具体实施方式】 以下描述中, 为了说明而不是为了限定, 提出了诸如特定系统结构、 接口、 技术之类的具体细节, 以便透彻理解本申请。 然而, 本领域的技术 在其它情况中, 省略对众所周知的装置、 电路以及方法的详细说明, 以免 不必要的细节妨碍本申请的描述。
参阅图 3 , 图 3是本申请全双工天线一实施方式的结构示意图。 本申请 全双工天线包括:接收天线 310、第一发射天线 320以及第二发射天线 330。
接收天线 310用于接收对方所发送的信号。
第一发射天线 320,设置于接收天线 310的一侧, 第一发射天线 310为 定向天线, 并且, 第一发射天线 310 的辐射方向图的主叶瓣的反方向指向 接收天线 310。
第二发射天线 320设置于接收天线 310的另一侧, 并且, 第二发射天 线 320至接收天线 310的距离等于第一发射天线 320至接收天线 310的距 离, 第二发射天线 320为定向天线, 并且, 第二发射天线 320的辐射方向 图的主叶瓣的反方向指向接收天线 310。可以理解的是, 这里第二发射天线 320至接收天线 310的距离等于第一发射天线 320至接收天线 310的距离, 并不能理解为数学意义上的绝对的 "等于", 而是, 在一定工程误差范围内 也能允许的 "等于"。
上述方案, 通过设置第一发射天线以及第二发射天线分别在接收天线 的两侧, 而且, 第一发射天线以及第二发射天线两者皆为定向天线, 两者 的辐射方向图的主叶瓣的反方向指向接收天线来增加干扰消除, 与原来第 二发射天线到接收天线的距离必须比第一发射天线到接收天线的距离相差 二分之一波长才能增加干扰消除的方法相比, 不会受到波长的限制, 即使 使用频率改变时, 天线之间的距离也不需重新设置。 而且, 对于宽频信号 也同样可以使用。
本领域的技术人员在长期研发中还发现, 如果要使得对方的发射天线 所发送的信号能被识别, 则需要将自身的发射天线所发出并被自身的接收 天线所接收的信号消除至白噪声的功率水平, 而自身的发射天线所发出的 信号的功率水平为 15~20dBm, 白噪声的功率水平为 -90dBm, 所以, 至少 需要在接收天线将自身的发射天线所发出的信号衰减 15dBm- ( -90dBm ) =105dB。 采用图 1所示的天线, 为了减少第一发射天线 111与第二发射天 线 115对接收天线 113的影响, 必须距离 20厘米以上, 才能提供足够的传 输衰减。 所以, 第一发射天线 111、 第二发射天线 115与接收天线 113的距 离需要设置得比较远, 不适用于移动通信设备等比较小巧的设备中。
参阅图 4, 图 4是本申请全双工天线另一实施方式的结构示意图。 本申 请全双工天线能应用于小型设备中, 包括: 接收天线 310、 第一发射天线 320、 第二发射天线 330、 信号产生器 340、 模数转换器 350、 数模转换器 360以及数字干扰消除器 370。其中,第一发射天线 320设置于接收天线 310 的一侧, 第二发射天线 330设置于接收天线 310的另一侧。 第一发射天线 320至接收天线 320的距离等于第二发射天线 330至接收天线 310的距离。 可以理解的是, 这里第二发射天线 320至接收天线 310的距离等于第一发 射天线 320至接收天线 310的距离,并不能理解为数学意义上的绝对的 "等 于", 而是, 在一定工程误差范围内也能允许的 "等于"。 信号产生器 340 的第一输出端通过第一导线连接第一发射天线 320,信号产生器 340的第二 输出端通过第二导线连接第二发射天线 330。模数转换器 350的一端连接接 收天线 310, 另一端连接数字干扰消除器 370的第一端。数模转换器 360的 一端连接信号产生器 340的输入端, 数模转换器 360的另一端连接数字干 扰消除器 370 的第二端。 优选地, 第一导线与第二导线的长度相等以确保 信号产生器 340输出至第一发射天线 320以及第二发射天线 330的信号依 然保持幅度相同、 相位相反。 可以理解的是, 这里第一导线与第二导线的 长度相等, 并不能理解为数学意义上的绝对的 "相等", 而是, 在一定工程 误差范围内也能允许的 "相等"。
接收天线 310 可以为定向天线, 也可以为全向天线。 定向天线主要向 辐射方向图的叶瓣所指向的方向发送或接收信号。 全向天线能够接收从四 面八方发送而来的信号。 由于对方的发射天线所发出的信号会在传输空间 中形成多径效应, 而且, 对方或自身可移动时 (例如, 天线设置在移动终 端内时), 可能移动到任意一个角度, 而全向天线能够接收从四面八方发送 而来的信号, 所以, 接收天线 310优选为全向天线。
请一并参阅图 5以及图 6, 图 5是本申请全双工天线发射天线采用有旁瓣 的辐射方向图。 图 6是本申请全双工天线发射天线采用无旁瓣的辐射方向 图。 第一发射天线 320为定向天线, 所以, 将第一发射天线 320设置于接收 天线 310的一侧, 并且, 使得第一发射天线 320的辐射方向图的主叶瓣 410的 反方向指向接收天线 310, 由于定向天线主要向辐射方向图的叶瓣所指向的 方向发送或接收信号,所以,令第一发射天线 320的辐射方向图的主叶瓣 410 的反方向指向接收天线 310能够减少第一发射天线 320对接收天线 310的干 扰。 而且, 由于旁瓣 420会对接收天线 310造成一定的干扰, 所以, 优先采 用如图 6所示的没有旁瓣的辐射方向图。
第二发射天线 330同样为定向天线。 同理, 将第二发射天线 330设置 于接收天线 310的另一侧, 并且, 第二发射天线 330的辐射方向图的主叶 瓣的反方向指向接收天线 310,由于定向天线主要向辐射方向图的叶瓣所指 向的方向发送或接收信号, 所以, 令第二发射天线 330 的辐射方向图的主 叶瓣的反方向指向接收天线 310能够减少第二发射天线 330对接收天线 310 的干扰。 而且, 由于旁瓣 420会对接收天线 310造成一定的干扰, 所以, 优先采用旁瓣较少而且小的辐射方向图, 最好是采用如图 6所示的没有旁 瓣的辐射方向图。
第一发射天线和第二发射天线的辐射方向图的主叶瓣的反方向指向接 收天线, 能形成 10~25dB的干扰消除。
第一发射天线 320的辐射方向和第二发射天线 330的辐射方向叠加后, 能够形成全方向辐射, 以确保对方的接收天线在 360度方向中的任意一个 方向都能接收发射信号。
接收天线 310接收第一发射天线 320所发射的信号的极化方向与接收 天线 310接收第二发射天线 330所发射的信号的极化方向互相垂直, 形成 10dB的干扰消除。 因为电磁波的振动是有方向的, 极化方向互相垂直以后 就没多少能量引起接收天线 310共振了, 所以, 接收天线 310接收到的信 号的能量最小。
信号产生器 340可以是巴伦转换器, 用于产生两路幅度相同、 相位相 反的发射信号, 并将两路发射信号分别发送给第一发射天线 320 以及第二 发射天线 330。由于第一发射天线 320至接收天线 310的距离等于第二发射 天线 330至接收天线 310的距离, 所以, 第一发射天线 320所发出的信号 和第二发射天线 330所发出的信号在接收天线 310处的相位刚好反相, 形 成相消。 第一发射天线 320以及第二发射天线 330所发出的信号在接收天 线 310处产生 30dB的干扰消除。而第一发射天线 320至接收天线 310的距 离与第二发射天线 330至接收天线 310的距离不一定相同, 而且, 第一发 射天线 320所发送的信号和第二发射天线 330所发送的信号会在传输空间 中形成多径效应, 到达接收天线 310 时的相位各不相同, 又或者, 接收方 在其中一个发射天线的正方向时, 接收到这根天线的强度大于另一根发射 天线的强度, 所以, 两根发射天线发送两路幅度相同、 相位相反的发射信 号不会对对方的接收天线造成影响。
模数转换器 350用于将接收天线 310接收到的模拟的发射信号转变为 数字的发射信号, 并发送给数据干扰消除器 370。
数模转换器 360接收数据干扰消除器 370所发送的模拟的调制信号, 并将模拟的发射信号转换为数字的发射信号, 并发送给信号产生器 340。
数字干扰消除器 370用于消除接收天线接收到的, 来自第一发射天线 320以及第二发射天线 330的干扰信号。尽管上面模拟部分采用了各种方法 对第一发射天线 320以及第二发射天线 330所发射的信号进行相消, 但是, 依然有部分信号作为干扰信号和对方所发送的信号一起被接收天线 310所 接收。 此时, 可通过数字干扰消除器 350对干扰信号进行消除。 数字干扰 消除器能够产生 35dBm的干扰消除。 数字干扰消除器 370可采用数字信号 处理器等等具有快速计算能力的处理器来实现。
请一并参阅图 7,图 7是本申请全双工天线中数字干扰消除器一实施方 式的结构示意图。本实施方式的数字干扰消除器 350包括第一延时模块 351、 减法模块 352、 信道估计 353、 信号重建模块以及第二延时模块 355。
接收天线 310所接收到的信号即包括对方发射天线所发送的信号, 也 包括自身的第一发射天线 320和第二发射天线 330所发送的信号, 其中, 对方发射天线所发送的信号是希望被接收到的信号, 为有用信号, 而, 第 一发射天线 320和第二发射天线 330所发送的信号则是不希望被接收到的 信号, 为干扰信号。
由于对方发射天线所发送的信号和自身的第一发射天线 320和第二发 射天线 330所发送的信号是混叠在一起的,无法直接获知第一发射天线 320 和第二发射天线 330所带来的干扰信号。 所以, 要从接收天线 310接收到 的信号中去掉第一发射天线 320和第二发射天线 330所带来的干扰信号, 则必须先利用信道估计模块 353对信道进行估计以获得信道估计, 然后再 利用信号重建模块 354根据信道估计和用于第一发射天线 320和第二发射 天线 330进行发射的调制信号重建出被接收天线 310所接收到的干扰信号。 最后再利用减法模块 352将接收天线 310接收到的信号减去重建得到的干 扰信号, 从而达到对干扰信号进行消除。 而且, 调制信号在空间传播然后 被接收天线 310所接收所花的时间与在调制信号在数字干扰消除器 350中 传输所花的时间是不一样的, 所以, 必须利用第一延时模块 351 和第二延 时模块 355进行时延, 以确保接收天线 310接收到的信号和信号重建模块 354重建得到的干扰信号同时到达减法模块 352。
上述方案, 在模拟信号部分, 通过设置第一发射天线和第二发射天线 的为定向天线, 并且, 两者的辐射方向图的主叶瓣的反方向指向接收天线, 形成 10~25dB的干扰消除。 接收天线接收第一发射天线所发射的信号的极 化方向与接收天线接收第二发射天线所发射的信号的极化方向互相垂直, 形成 10dB的干扰消除。 信号产生器产生两个幅度相同、 相位相反的信号, 并分别通过第一发射天线以及第二发射天线发送出来, 而且, 第一发射天 线与第二发射天线至接收天线的距离相等, 第一发射天线以及第二发射天 线所发出的信号在接收天线处产生 30dB的干扰消除。 在数字信号部分, 数 字干扰消除器能够产生 35dB的干扰消除。所以,总共能产生 105~110dB的 干扰消除, 所以, 能够在同一时隙以及同一频率实现双向通信。 而且, 两 根发射天线至接收天线的距离能够做到很近, 而所增加的器件信号产生器 和数字干扰消除器都是芯片级的, 所以可以把全双工天线的体积做得非常 小, 从而在小型化设备上得到应用。 而且, 令第一发射天线与第二发射天 线至接收天线的距离相等, 以及第一发射天线和第二发射天线所发送的是 两个幅度相同、 相位相反的信号, 使得频率发生变化时, 天线的距离不需 要重新设置, 而且, 即使是宽频信号也能达到相消的效果, 使得该全双工 天线对于宽频信号也同样适用。
参阅图 8, 图 8是本申请全双工天线中再一实施方式的结构示意图。 与 图 4所示的全双工天线的不同之处在于, 包括多组收发通路, 每组收发通 路包括接收天线 310、 第一发射天线 320、 第二发射天线 330以及信号产生 器 340, 每组收发通路中接收天线 310、 第一发射天线 320、 第二发射天线 330以及信号产生器 340的设置(包括连接关系、 辐射方向设置、 第一发射 天线 320与第二发射天线 330至接收天线 310的距离、 第一导线和第二导 线的距离等等) 均相同, 此处不重复赘述。 而且, 数字干扰消除器的第一 端用于接收各组的接收天线所输出的接收信号, 数字干扰消除器的第二端 用于向各组的信号产生器输出发射信号。 并且, 同一组收发通路中的第一 发射天线和第二发射天线到任意一个接收天线的距离相同, 例如, 第一组 的第一发射天线 320至第一组的接收天线 310的距离 (d0 )等于第一组的 第二发射天线 330至第一组的接收天线 310的距离 (d0 ); 第一组的第一发 射天线 320至第二组的接收天线 310的距离 U1 )等于第一组的第二发射 天线 330至第二组的接收天线 310的距离( dl );第一组的第一发射天线 320 至第三组的接收天线 310的距离 U2 )等于第一组的第二发射天线 330至 第三组的接收天线 310的距离 ( dl )。 以确保每一组的第一发射天线 320以 及第二发射天线 330都不会对任意一组的接收天线 310造成影响。
如果采用本申请的全双工天线, 则当发射天线向对方的接收天线发送 信号时, 所发送的信号只会被对方的接收天线所接收, 却不会对自身的接 收天线照成影响, 接收天线可以照常进行数据接收, 所以能在同一频率以 及同一时隙上实现全双工, 大大提高了频谱的使用效率。 而且, 两根发射 天线至接收天线的距离能够做到很近, 而所增加的器件信号产生器和数字 干扰消除器都是芯片级的, 所以可以把全双工天线的体积做得非常小, 从 而在小型化设备上得到应用。 而且, 令第一发射天线与第二发射天线至接 收天线的距离相等, 以及第一发射天线和第二发射天线所发送的是两个幅 度相同、 相位相反的信号, 使得频率发生变化时, 天线的距离不需要重新 设置, 而且, 即使是宽频信号也能达到相消的效果, 使得该全双工天线对 于宽频信号也同样适用。
本申请还提供了一种移动终端, 包括如上述实施方式的全双工天线, 具体参阅图 3至图 8及相关的描述, 此处不重复赘述。
在本申请所提供的几个实施方式中, 应该理解到, 所揭露的系统, 装 置和方法, 可以通过其它的方式实现。 例如, 以上所描述的装置实施方式 仅仅是示意性的, 例如, 所述模块或单元的划分, 仅仅为一种逻辑功能划 分, 实际实现时可以有另外的划分方式, 例如多个单元或组件可以结合或 者可以集成到另一个系统, 或一些特征可以忽略, 或不执行。 另一点, 所 显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接 口, 装置或单元的间接耦合或通信连接, 可以是电性, 机械或其它的形式。 所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的, 作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元, 即可以位于一个地 方, 或者也可以分布到多个网络单元上。 可以根据实际的需要选择其中的 部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
另外, 在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单 元中, 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 在一个单元中。 上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现, 也可以采用 软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销 售或使用时, 可以存储在一个计算机可读取存储介质中。 基于这样的理解, 本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方 案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来, 该计算机软件产品存储 在一个存储介质中, 包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人 计算机, 服务器, 或者网络设备等)或处理器(processor )执行本申请各个 实施方式所述方法的全部或部分步骤。 而前述的存储介质包括: U盘、 移 动硬盘、只读存储器(ROM, Read-Only Memory )、随机存取存储器(RAM, Random Access Memory ), 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (11)

  1. 权利要求
    1.一种全双工天线, 其特征在于, 包括:
    接收天线;
    第一发射天线, 设置于所述接收天线的一侧, 所述第一发射天线为定 向天线, 并且, 所述第一发射天线的辐射方向图的主叶瓣的反方向指向所 述接收天线;
    第二发射天线, 设置于所述接收天线的另一侧, 并且, 所述第二发射 天线至所述接收天线的距离等于所述第一发射天线至所述接收天线的距 离, 所述第二发射天线为定向天线, 并且, 所述第二发射天线的辐射方向 图的主叶瓣的反方向指向所述接收天线。
  2. 2.根据权利要求 1所述的全双工天线, 其特征在于,
    所述接收天线接收所述第一发射天线所发射的信号的极化方向与所述 接收天线接收所述第二发射天线所发射的信号的极化方向互相垂直。
  3. 3.根据权利要求 1所述的全双工天线, 其特征在于, 所述全双工天线还 包括:
    信号产生器, 所述信号产生器的第一输出端通过第一导线连接所述第 一发射天线, 所述信号产生器的第二输出端通过第二导线连接所述第二发 射天线, 所述信号产生器用于产生两路幅度相同并且相位相反的发射信号, 并将两路发射信号分别发送给所述第一发射天线以及所述第二发射天线。
  4. 4.根据权利要求 3所述的全双工天线, 其特征在于, 所述第一导线与所 述第二导线的长度相等。
  5. 5.根据权利要求 3所述的全双工天线, 其特征在于, 所述全双工天线还 包括:
    数字干扰消除器, 所述数字干扰消除器用于接收从接收天线接收到的 接收信号, 所述数字干扰消除器用于消除所述接收天线接收到的, 来自所 述第一发射天线以及第二发射天线的干扰信号。
  6. 6.根据权利要求 5所述的全双工天线,其特征在于,包括多组收发通路, 每组收发通路包括接收天线、 第一发射天线、 第二发射天线以及信号产生 器, 所述数字干扰消除器的第一端用于接收各组的接收天线所输出的接收 信号, 所述数字干扰消除器的第二端用于向各组的信号产生器输出发射信 号, 并且, 同一组收发通路中的第一发射天线和第二发射天线到任意一个 接收天线的距离相同。
  7. 7.根据权利要求 5所述的全双工天线, 其特征在于, 包括模数转换器, 所述模数转换器一端连接所述接收天线, 另一端连接所述数字干扰消除器, 所述模数转换器用于将接收天线所接收到的模拟的接收信号转换为数字的 接收信号, 并发送给所述数字干扰消除器。
  8. 8.根据权利要求 5所述的全双工天线, 其特征在于, 包括数模转换器, 所述数模转换器一端连接所述信号产生器, 另一端连接所述数字干扰消除 器, 所述数模转换器用于将所述数字干扰消除器所发送的数字的发射信号 转换为模拟的发射信号, 并发送给所述信号产生器。
  9. 9.根据权利要求 1所述的全双工天线, 其特征在于, 所述第一发射天线 以及所述第二发射天线的辐射方向图没有旁瓣。
  10. 10.根据权利要求 1所述的全双工天线, 其特征在于, 所述第一发射天 线的辐射主瓣方向和所述第二发射天线的辐射主瓣方向叠加后, 形成全方 向辐射, 其中, 所述全方向辐射使得在 360度方向中的任意一个方向都能 接收所述发射信号。
  11. 11.一种移动终端, 包括全双工天线, 其特征在于, 所述全双工天线为 如权利要求 1-10任一权利要求所述的全双工天线。
CN201380081580.5A 2013-12-19 2013-12-19 全双工天线以及移动终端 Active CN105814869B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2013/089991 WO2015089801A1 (zh) 2013-12-19 2013-12-19 全双工天线以及移动终端

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105814869A true CN105814869A (zh) 2016-07-27
CN105814869B CN105814869B (zh) 2019-03-01

Family

ID=53401976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380081580.5A Active CN105814869B (zh) 2013-12-19 2013-12-19 全双工天线以及移动终端

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10003123B2 (zh)
EP (1) EP2999196B1 (zh)
JP (1) JP6260048B2 (zh)
KR (1) KR101725532B1 (zh)
CN (1) CN105814869B (zh)
BR (1) BR112016003045B1 (zh)
CA (1) CA2916030C (zh)
RU (1) RU2628015C1 (zh)
WO (1) WO2015089801A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110741264A (zh) * 2017-03-16 2020-01-31 Mvg工业公司 用于测试包括多个辐射元件的天线的方法和系统
CN112134586A (zh) * 2019-06-05 2020-12-25 华为技术有限公司 收发装置及收发设备
CN113904706A (zh) * 2020-06-22 2022-01-07 华为技术有限公司 终端设备、信号传输方法及基带芯片
CN113964481A (zh) * 2021-12-22 2022-01-21 中国人民解放军海军工程大学 一种超短波取样天线阵列及其建立方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11108165B2 (en) 2018-08-17 2021-08-31 The Regents Of The University Of Michigan Radio frequency front end for full duplex wireless communications
US10756436B2 (en) 2018-10-18 2020-08-25 Sabanci Universitesi Double-differential fed, dual polarized patch antenna system with advanced interport RF isolation for IBFD transceivers

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101459441A (zh) * 2007-12-11 2009-06-17 海华科技股份有限公司 双系统通讯模块及其操作模式定义方法
US8160664B1 (en) * 2005-12-05 2012-04-17 Meru Networks Omni-directional antenna supporting simultaneous transmission and reception of multiple radios with narrow frequency separation
CN103117970A (zh) * 2013-01-31 2013-05-22 北京邮电大学 Mimo系统中全双工天线的选择方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2100878C1 (ru) * 1995-11-28 1997-12-27 Военная академия связи Дуплексная антенна
JP4459738B2 (ja) 2004-07-05 2010-04-28 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ 中継装置、通信装置および指向性制御方法
JP4403905B2 (ja) * 2004-07-22 2010-01-27 ブラザー工業株式会社 無線通信装置
KR100695328B1 (ko) 2004-12-21 2007-03-15 한국전자통신연구원 초격리 안테나
US7817641B1 (en) * 2005-10-20 2010-10-19 Amir Keyvan Khandani Methods for spatial multiplexing of wireless two-way channels
US8570229B2 (en) * 2009-01-15 2013-10-29 Broadcom Corporation Multiple antenna high isolation apparatus and application thereof
US9887728B2 (en) * 2011-02-03 2018-02-06 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Single channel full duplex wireless communications
US8749441B2 (en) * 2011-10-27 2014-06-10 Massachusetts Institute Of Technology Simultaneous transmit and receive antenna system
WO2013074004A1 (en) * 2011-11-15 2013-05-23 Saab Ab Antenna assembly with shielding structure
US10116426B2 (en) * 2012-02-09 2018-10-30 The Regents Fo The University Of California Methods and systems for full duplex wireless communications

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8160664B1 (en) * 2005-12-05 2012-04-17 Meru Networks Omni-directional antenna supporting simultaneous transmission and reception of multiple radios with narrow frequency separation
CN101459441A (zh) * 2007-12-11 2009-06-17 海华科技股份有限公司 双系统通讯模块及其操作模式定义方法
CN103117970A (zh) * 2013-01-31 2013-05-22 北京邮电大学 Mimo系统中全双工天线的选择方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110741264A (zh) * 2017-03-16 2020-01-31 Mvg工业公司 用于测试包括多个辐射元件的天线的方法和系统
CN110741264B (zh) * 2017-03-16 2022-01-07 Mvg工业公司 用于测试包括多个辐射元件的天线的方法和系统
CN112134586A (zh) * 2019-06-05 2020-12-25 华为技术有限公司 收发装置及收发设备
CN112134586B (zh) * 2019-06-05 2022-05-17 华为技术有限公司 收发装置及收发设备
CN113904706A (zh) * 2020-06-22 2022-01-07 华为技术有限公司 终端设备、信号传输方法及基带芯片
CN113904706B (zh) * 2020-06-22 2023-12-29 华为技术有限公司 终端设备、信号传输方法及基带芯片
CN113964481A (zh) * 2021-12-22 2022-01-21 中国人民解放军海军工程大学 一种超短波取样天线阵列及其建立方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105814869B (zh) 2019-03-01
CA2916030C (en) 2018-02-13
EP2999196A4 (en) 2016-09-21
JP6260048B2 (ja) 2018-01-17
RU2628015C1 (ru) 2017-08-14
CA2916030A1 (en) 2015-06-25
US20160240912A1 (en) 2016-08-18
WO2015089801A1 (zh) 2015-06-25
BR112016003045B1 (pt) 2022-06-14
KR20160020505A (ko) 2016-02-23
KR101725532B1 (ko) 2017-04-10
BR112016003045A2 (zh) 2017-08-01
JP2016536929A (ja) 2016-11-24
US10003123B2 (en) 2018-06-19
EP2999196A1 (en) 2016-03-23
EP2999196B1 (en) 2020-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110235382B (zh) 通过无线通信信道发送符号的发送器和方法
US11670863B2 (en) Multibeam antenna designs and operation
CN112235026B (zh) 一种mimo-ofdma太赫兹通信系统的混合波束设计方法
CN106464415B (zh) 多输入多输出训练方法及无线装置
CN105814869A (zh) 全双工天线以及移动终端
CN111787558A (zh) 一种mimome系统及其安全速率优化方法
Gampala et al. Design of millimeter wave antenna arrays for 5G cellular applications using FEKO
CN104185186B (zh) 信号干扰的抑制方法及网络设备
JP5868546B2 (ja) 無線通信システム、昇降機制御・監視システム、および、変電設備制御・監視システム
EP2345183A1 (en) Over-the-air test
CN111698183B (zh) 多模涡旋波正交化自适应传输方法及装置
CN113938891B (zh) 一种反射面辅助的用户节点不可信noma网络安全通信方法
WO2021252858A1 (en) Relay-aided intelligent reconfigurable surfaces
Shaddad et al. Channel estimation for intelligent reflecting surface in 6G wireless network via deep learning technique
Xu et al. An IRS backscatter enabled integrated sensing, communication and computation system
CN114786189B (zh) 一种智能超表面辅助的室内通信方法
CN115801066A (zh) 基于双ris辅助mimo系统的相移优化方法及相关装置
Reichardt et al. Capacity maximizing MIMO antenna design for Car-to-car communication
Luddy et al. Beyond Line-of-Sight Communications with Smart Antennas (BLoSSA)
CN113726391A (zh) 基于可重构全向超表面的多小区室内干扰消除方法及系统
KR101697429B1 (ko) 전이중 다중 안테나를 이용하는 송수신 장치 및 방법
CN117097381A (zh) 一种irs辅助miso系统反窃听安全传输波束赋形优化方法、装置及电子设备
CN117749222A (zh) 非正交多址-双功能雷达联合波束赋形与功率分配方法
Wang et al. An evaluation of the channel capacity of MIMO systems with practical compact antenna arrays
CN116827406A (zh) 一种智能反射面辅助的双模中继自适应传输方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant