CN106849971A - 一种多抽头干扰消除装置及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多抽头干扰消除装置及系统，所述多抽头干扰消除装置接收N个天线对消信号，所述多抽头干扰消除装置包括功分器、多抽头自干扰信号重构装置、第一合路器和第二合路器，所述N个天线对消信号对应设置有N个功分器和N个多抽头自干扰信号重构装置，每个与对应的功分器的输入端连接，所述功分器的输出端与对应的多抽头自干扰信号重构装置的输入端连接，所述多抽头自干扰信号重构装置的输出端与所述第一合路器的输入端连接，所述第二合路器的输入端与第一合路器的输出端连接，所述第二合路器设置有天线连接端，所述天线连接端与多抽头干扰消除装置连接天线的天线接收信号连接，所述第二合路器的输出端输出信号。

Description

一种多抽头干扰消除装置及系统

技术领域

本发明涉及移动通信技术领域，特别是指一种多抽头干扰消除装置及系统。

背景技术

近年来，随着移动通信技术的不断发展，数据业务呈指数增长，这样快速的数据增长给整个无线接入网络带来了巨大压力，无线网络的系统容量和频谱效率都亟待提升。然而，现有的无线通信系统通常都使用时分双工或者频分双工等方式实现数据的发送和接收，并不能实现在同一频端的同时收发。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多抽头干扰消除装置及系统，能够解决以上半双工模式的频谱利用率减半的问题。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种多抽头干扰消除装置，所述多抽头干扰消除装置接收N个天线对消信号，所述多抽头干扰消除装置包括功分器、多抽头自干扰信号重构装置、第一合路器和第二合路器，所述N个天线对消信号对应设置有N个功分器和N个多抽头自干扰信号重构装置，每个天线对消信号与对应的功分器的输入端连接，所述功分器的输出端与对应的自干扰信号重构装置的输入端连接，所述自干扰信号重构装置的输出端与所述第一合路器的输入端连接，所述第二合路器的输入端与第一合路器的输出端连接，所述第二合路器设置有天线连接端，所述天线连接端与多抽头干扰消除装置连接天线的天线接收信号连接，所述第二合路器的输出端输出信号。

优选的，所述每个多抽头自干扰信号重构装置包括M个抽头，所述功分器的输出端与对应的M个抽头的输入端连接，全部抽头的输出端与第一合路器的输入端连接。

优选的，每个所述抽头包括射频开关和矢量调制器，所述射频开关的输入端与对应的功分器的输出端连接，所述射频开关的输出端与对应的矢量调制器的输入端连接，所述全部矢量调制器的输出端与所述第一合路器的输入端连接。

优选的，所述多抽头干扰消除装置还包括：数字模拟转换器和多通道采样保持器，所述数字模拟转换器的输出端与多通道采样保持器的输入端连接，所述多通道采样保持器的输出端与全部矢量调制器的输入端连接。

优选的，所述多抽头干扰消除装置还包括：模拟数字转换器、多路复用器、第一功率检测器、第二功率检测器和第三功率检测器，所述第一功率检测器的输入端与所述多抽头干扰消除装置连接天线的天线接收信号连接，所述第一功率检测器的输出端与所述多路复用器的输入端连接，所述第二功率检测器的输入端与所述第一合路器的输出端连接，所述第二功率检测器的输出端与所述多路复用器的输入端连接，所述所述第三功率检测器的输入端与所述第二合路器的输出端连接，所述第三功率检测器的输出端与所述多路复用器的输入端连接，所述多路复用器的输出端与所述模拟数字转换器连接。

本发明还提供一种多抽头干扰消除系统，所述多抽头干扰消除系统包括N个天线，每个天线对应设置有所述的多抽头干扰消除装置，每个天线的输出端与对应的所述多抽头干扰消除装置连接。

优选的，所述多抽头干扰消除装置通过第二合路器的天线连接端与对应的天线连接。

优选的，所述多抽头干扰消除系统还包括与天线对应的环形器、功分器和放大器，所述环形器与对应天线连接，所述功分器分别与天线对应的环形器和放大器连接，所述天线通过环形器的输出端与对应的多抽头干扰消除装置第二合路器的天线连接端连接。

优选的，所述放大器的输出端输出对应天线对消信号。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

上述方案中，通过针对N个天线对消信号对应设置有N个功分器和N个多抽头自干扰信号重构装置，能够有效利用多抽头自干扰信号重构装置对每个天线对消信号的自干扰信号进行重构，从而有效消除自干扰信号造成的影响。

附图说明

图1为本发明实施例的多抽头干扰消除装置结构示意框图；

图2为本发明实施例的多抽头干扰消除装置结构示意框图；

图3为本发明实施例的多抽头干扰消除装置结构示意框图；

图4为本发明实施例的多抽头干扰消除系统结构示意框图；

图5为本发明实施例的多抽头干扰消除系统工作时序图。

[主要元件符号说明]

1、功分器；

2、多抽头自干扰信号重构装置；

3、第一合路器；

4、第二合路器；

5、抽头；

6、射频开关；

7、矢量调制器；

8、数字模拟转换器；

9、多通道采样保持器；

10、模拟数字转换器；

11、多路复用器；

12、第一功率检测器；

13、第二功率检测器；

14、第三功率检测器。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

如图1所示，本发明实施例的一种多抽头干扰消除装置，所述多抽头干扰消除装置接收N个天线对消信号，所述多抽头干扰消除装置包括功分器1、多抽头自干扰信号重构装置2、第一合路器3和第二合路器4，所述N个天线对消信号对应设置有N个功分器1和N个多抽头自干扰信号重构装置2，每个天线对消信号与对应的功分器1的输入端连接，所述功分器1的输出端与对应的自干扰信号重构装置2的输入端连接，所述自干扰信号重构装置2的输出端与所述第一合路器3的输入端连接，所述第二合路器4的输入端与第一合路器3的输出端连接，所述第二合路器4设置有天线连接端，所述天线连接端与多抽头干扰消除装置连接天线的天线接收信号连接，所述第二合路器4的输出端输出信号。

本发明实施例的多抽头干扰消除装置，通过针对N个天线对消信号对应设置有N个功分器和N个多抽头自干扰信号重构装置，能够有效利用多抽头自干扰信号重构装置对每个天线对消信号的自干扰信号进行重构，从而有效消除自干扰信号造成的影响。

优选的，如图2所示，所述每个多抽头自干扰信号重构装置包括M个抽头5，所述功分器1的输出端与对应的M个抽头5的输入端连接，全部抽头5的输出端与第一合路器3的输入端连接。

本实施例中，由于每个多抽头自干扰信号重构装置包括M个抽头，能把每个对消信号分成多个抽头进行自干扰信号重构，从而更好地适应自干扰信号的多径特性。

如图3所示，本发明实施例的多抽头干扰消除装置，每个所述抽头包括射频开关6和矢量调制器7，所述射频开关6的输入端与对应的功分器1的输出端连接，所述射频开关6的输出端与对应的矢量调制器7的输入端连接，所述全部矢量调制器7的输出端与所述第一合路器3的输入端连接。

其中，每个抽头包含一个射频开关和一个矢量调制器，射频开关用来控制抽头是否启用，矢量调制器用来调节信号的功率和相位。调节某个天线对消信号参数时，先将所有天线抽头上的射频开关关闭，然后将该天线的第一个抽头的射频开关打开，调节矢量调制器参数，调节完毕后打开第二个抽头的射频开关并调节参数，依次类推直到调节完该天线对消信号所有抽头的参数。

优选的，所述多抽头干扰消除装置还包括：数字模拟转换器8和多通道采样保持器9，所述数字模拟转换器8的输出端与多通道采样保持器9的输入端连接，所述多通道采样保持器9的输出端与全部矢量调制器7的输入端连接。

所述多抽头干扰消除装置还包括：模拟数字转换器10、多路复用器11、第一功率检测器12、第二功率检测器13和第三功率检测器14，所述第一功率检测器12的输入端与所述多抽头干扰消除装置连接天线的天线接收信号连接，所述第一功率检测器12的输出端与所述多路复用器11的输入端连接，所述第二功率检测器13的输入端与所述第一合路器3的输出端连接，所述第二功率检测器13的输出端与所述多路复用器11的输入端连接，所述所述第三功率检测器14的输入端与所述第二合路器4的输出端连接，所述第三功率检测器14的输出端与所述多路复用器11的输入端连接，所述多路复用器11的输出端与所述模拟数字转换器10连接。

具体的，该装置采用128MSPS的数字模拟转换器来控制矢量调制器，采用32MSPS的模拟数字转换器来采集信号功率。不同于以往采用200KSPS以下的低速数字模拟转换器控制信号和低速模拟数字转换器采集信号功率的设计，该装置将系统收敛速度从硬件上提升了几个数量级。

本发明实施例的多抽头干扰消除装置，对消信号数量和抽头数量都可以根据实际情况灵活选择。多抽头干扰消除装置将每根天线的发射链路耦合信号功分为多个抽头，并分别调节每个抽头信号的幅度相位然后再合路，合路后的信号和该天线接收信号相加，相加后的信号即为输出信号。每个抽头上还有射频开关来控制信号的通断，从而使得抽头可以灵活地开启和关闭。本装置每个矢量调制器需要两路模拟电压控制，这里采用数字模拟转换器加多通道采样保持器的设计，使得一片数字模拟转换器芯片能通过切换通道来分时控制多个矢量调制器，并且采样保持功能可以使得当数字模拟转换器控制另一片矢量调制器时，之前的控制电压仍能保持原值不变。本装置采用功率检测电路和模拟数字转换器来采集重构后的对消信号、接收信号以及输出信号三路信号的功率，这里采用多路复用器复用模拟数字转换器，使得一片模拟数字转换器能在不同时刻分别采集三路信号的功率，从而在不增加额外模拟数字转换器的情况下使得收敛算法拥有更多参数。

如图4所示，本发明实施例的一种多抽头干扰消除系统，所述多抽头干扰消除系统包括N个天线，每个天线对应设置有所述的多抽头干扰消除装置，每个天线的输出端与对应的所述多抽头干扰消除装置连接。

其中，所述多抽头干扰消除装置通过第二合路器的天线连接端与对应的天线连接。所述多抽头干扰消除系统还包括与天线对应的环形器、功分器和放大器，所述环形器与对应天线连接，所述功分器分别与天线对应的环形器和放大器连接，所述天线通过环形器的输出端与对应的多抽头干扰消除装置第二合路器的天线连接端连接。优选的，所述放大器的输出端输出对应天线对消信号。

如图5所示，本发明实施例的一种多抽头干扰消除系统在工作时：

多抽头干扰消除系统的工作时序分为训练阶端和数据传输阶端，并以此循环进行。训练阶端进行参数优化，数据传输阶端进行数据传输。

对于有N根天线的系统，训练阶端分为N个训练时隙。在这N个时隙中，每根天线以轮询调度的方式依次作为收发天线，同时收发训练序列，其他天线只接收训练序列。

每个时隙根据抽头数量，分为M个时间片，每个时间片对一个抽头进行参数优化。这里通过装置中的射频开关控制抽头的开启与否。

在数据传输阶端中，所有天线均以相同的工作模式同时同频收发信号，系统的所有模拟消除模块都处于工作状态，根据上一个训练阶端所确定的参数进行自干扰消除处理。

本发明实施例的多抽头干扰消除装置及系统，能快速收敛，从硬件上大幅度提升模拟域收敛速度。采用了复用数字模拟转换和模拟数字转换的电路，大大降低了电路的规模、体积以及硬件成本。将多条天线耦合信号调节幅度相位后相加形成重构多天线多径自干扰信号，使得每根天线只需要一个自干扰消除模块。用矢量调制器替代移相器和衰减器，使控制更灵活，成本更低体积更小。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种多抽头干扰消除装置，其特征在于，所述多抽头干扰消除装置接收N个天线对消信号，所述多抽头干扰消除装置包括功分器、多抽头自干扰信号重构装置、第一合路器和第二合路器，所述N个天线对消信号对应设置有N个功分器和N个多抽头自干扰信号重构装置，每个天线对消信号与对应的功分器的输入端连接，所述功分器的输出端与对应的自干扰信号重构装置的输入端连接，所述自干扰信号重构装置的输出端与所述第一合路器的输入端连接，所述第二合路器的输入端与第一合路器的输出端连接，所述第二合路器设置有天线连接端，所述天线连接端与多抽头干扰消除装置连接天线的天线接收信号连接，所述第二合路器的输出端输出信号。

2.根据权利要求1所述的多抽头干扰消除装置，其特征在于，所述每个多抽头自干扰信号重构装置包括M个抽头，所述功分器的输出端与对应的M个抽头的输入端连接，全部抽头的输出端与第一合路器的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的多抽头干扰消除装置，其特征在于，每个所述抽头包括射频开关和矢量调制器，所述射频开关的输入端与对应的功分器的输出端连接，所述射频开关的输出端与对应的矢量调制器的输入端连接，所述全部矢量调制器的输出端与所述第一合路器的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的多抽头干扰消除装置，其特征在于，所述多抽头干扰消除装置还包括：数字模拟转换器和多通道采样保持器，所述数字模拟转换器的输出端与多通道采样保持器的输入端连接，所述多通道采样保持器的输出端与全部矢量调制器的输入端连接。

5.根据权利要求3或4任意一项所述的多抽头干扰消除装置，其特征在于，所述多抽头干扰消除装置还包括：模拟数字转换器、多路复用器、第一功率检测器、第二功率检测器和第三功率检测器，所述第一功率检测器的输入端与所述多抽头干扰消除装置连接天线的天线接收信号连接，所述第一功率检测器的输出端与所述多路复用器的输入端连接，所述第二功率检测器的输入端与所述第一合路器的输出端连接，所述第二功率检测器的输出端与所述多路复用器的输入端连接，所述所述第三功率检测器的输入端与所述第二合路器的输出端连接，所述第三功率检测器的输出端与所述多路复用器的输入端连接，所述多路复用器的输出端与所述模拟数字转换器连接。

6.一种多抽头干扰消除系统，其特征在于，所述多抽头干扰消除系统包括N个天线，每个天线对应设置有权利要求1至6任意一项所述的多抽头干扰消除装置，每个天线的输出端与对应的所述多抽头干扰消除装置连接。

7.根据权利要求6所述的多抽头干扰消除系统，其特征在于，所述多抽头干扰消除装置通过第二合路器的天线连接端与对应的天线连接。

8.根据权利要求6所述的多抽头干扰消除系统，其特征在于，所述多抽头干扰消除系统还包括与天线对应的环形器、功分器和放大器，所述环形器与对应天线连接，所述功分器分别与天线对应的环形器和放大器连接，所述天线通过环形器的输出端与对应的多抽头干扰消除装置第二合路器的天线连接端连接。

9.根据权利要求8所述的多抽头干扰消除系统，其特征在于，所述放大器的输出端输出对应天线对消信号。