CN107872241A - 单天线同频同时全双工系统自干扰抑制系统 - Google Patents

单天线同频同时全双工系统自干扰抑制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种单天线同频同时全双工系统的通信方法以及通信系统，发射与接收共用一根天线，发射与接收信号通过环形器进行隔离，所述通信节点在相同的频率和时间上进行信息的发射和接收；发射信号经环形器送至天线，环形器的单向传输特性使发射信号不能直接进入接收通道，但实际上环形器会存在少量泄漏形成自干扰，且由于天线与连接电缆阻抗的不完全匹配，还会引起发射信号反射形成自干扰；有用信号及多径自干扰信号从天线经环形器进入接收通道，多径自干扰可通过对发射信号模拟域重建，并在接收通道对消去除，环形器泄漏和天线反射自干扰，可通过外加自干扰抑制天线的方法，对干扰提取重建并对消去除。

Description

单天线同频同时全双工系统自干扰抑制系统
技术领域
本发明涉及收发天线共用的全双工通信系统中自干扰抑制方法，包括外加干扰抑制天线和干扰消除相结合的方法，具体涉及一种基于环形器的单天线同频同时全双工系统的自干扰抑制方法与装置，属于无线通信领域。
背景技术
无线通信系统的一项基本任务是实现两个通信节点(A1和A2)的信息交互，信息的传输分为两个方向：(1)从A1到A2和(2)从A2到A1。如果一个通信节点采用两根天线，一根作为发射天线，另一根作为接收天线，通信节点在接收天线信号中消除来自自身发射天线的信号，则可以在同一频率和同一时隙中实现双向通信。这种通信方式称为同频同时全双工。
发明内容
同频同时全双工系统的通信节点采用单天线作为收发共用天线，通过环形器将收发信号进行隔离，并采用外加干扰抑制天线与干扰消除技术抑制自干扰，本发明提出了一种有效抑制收发天线共用的全双工通信系统自干扰的通信技术。
本发明的技术方案如下：
单天线同频同时全双工系统的通信系统，其特征在于，发射与接收共用一根天线，所述通信节点在相同的频率和时间上进行信息的发射和接收，发射与接收信号通过环形器进行隔离；
发送信息时：发射信号经环形器端口1进入，经环形器端口2送至天线。理论上，由于环形器的单向传输特性使发射信号不能直接进入接收通道，但实际上环形器会存在少量泄漏，会从端口1送至端口3，形成自干扰。另外，由于天线与连接电缆阻抗的不完全匹配，还会引起发射信号的反射，经端口3送入接收通道形成自干扰。
接收信息时：有用信号及各种多径自干扰信号从天线进入环形器端口2，经环形器端口3送入接收通道。对于经空间传输的各种多径自干扰信号，可通过传统的对发射信号模拟域重建，并在接收通道进行自干扰对消。对环形器泄漏和发射信号的反射引起的自干扰，可通过外加自干扰抑制天线的方法予以消除。
所述的单天线同频同时全双工系统自干扰抑制系统，主要用于抑制收发天线共用的全双工系统中环形器的应用所产生的自干扰信号，包括环形器泄漏自干扰信号和天线反射自干扰信号。
所述的单天线同频同时全双工系统自干扰抑制系统，通过提取接收支路的环形器泄漏和发射信号反射引起的自干扰信号，对其加以滤波与重建，经由外加天线发射，从接收天线进入接收通道，与通道中的自干扰信号叠加抵消。
所述的单天线同频同时全双工系统自干扰抑制系统，在接收支路可采用LMS滤波等方式，对自干扰信号进行相应的提取、信号特征保存与重建，并经过相应的幅度相位变换，送至外加天线发射。
所述的单天线同频同时全双工系统自干扰抑制系统，当外加自干扰抑制天线信号进入接收通道，与环形器泄漏信号和天线反射信号对消不完全时，对消剩余经接收支路提取，可自适应调整信号特征保存值，从而调整重建信号；当对消效果满足要求，将保持原重建信号。
本发明提供了一种单天线同频同时全双工自干扰抑制系统，其特征在于，通过对接收支路环形器泄漏自干扰信号和天线反射自干扰信号的提取，对信号加以变换送至外加天线发射，经接收天线在接收通道完成与自干扰信号的对消，以消除收发天线共用的全双工系统中，由于环形器的采用所带来的额外自干扰。
该通信节点主要包括发射信息流、环形器、收发天线、模拟域重建单元、信号提取与重建单元、干扰抑制天线等。所述的通信节点在相同的频率和时间上进行信息的发射和接收。
其中，
所述的发射信息流，是一串待发送给对方通信节点的比特序列；
所述的环形器，使信号单向环形传输，用于隔离发射与接收信号；
所述的收发天线，是同频同时全双工系统发射与接收共用天线；
所述的模拟域重建单元，重建发射自干扰信号，用于消除经空间传输的多径自干扰信号；
所述的信号提取与重建单元，用于提取接收支路的环形器泄漏和天线反射自干扰信号，并完成对消剩余检测、信号特征保存、信号重建、信号变换等功能；
所述的干扰抑制天线，用于发射信号提取与重建单元所产生的干扰抑制信号。
本发明的优点：由于多径自干扰信号与环形器泄漏、天线反射自干扰信号在强度上差别很大，通过单一的模拟域重建进行对消难以取得理想效果，本发明所述方法，将环形器泄漏与天线反射自干扰信号进行单独提取与重建，利用外加干扰抑制天线发射抑制信号，在接收通道实现对环形器泄漏与天线反射自干扰信号的对消，同时，系统可检测对消剩余，并自适应调整信号重建，使得自干扰抑制可取得较为理想效果。
附图说明
图1单天线同频同时全双工系统自干扰抑制系统示意图。

Claims (6)

1.一种单天线同频同时全双工系统自干扰抑制系统，其特征在于，
发射与接收共用一根天线，所述通信节点在相同的频率和时间上进行信息的发射和接收，发射与接收信号通过环形器进行隔离；另外设置一根发射天线及完整的射频链路，包括射频放大、调幅调相、信号特征保存、自适应滤波、自适应调整等模块，该部分电路从接收支路引出，提取系统的自干扰信号，将其处理放大并通过外加天线发射，达到抑制自干扰的目的。
2.如权利要求1所述的单天线同频同时全双工系统自干扰抑制系统，其特征在于，主要用于抑制收发天线共用的全双工系统中环形器的应用所产生的自干扰信号，包括环形器泄漏自干扰信号和天线反射自干扰信号。
3.如权利要求1所述的单天线同频同时全双工系统自干扰抑制系统，其特征在于，通过提取接收支路的环形器泄漏和发射信号反射引起的自干扰信号，对其加以滤波与重建，经由外加天线发射，从接收天线进入接收通道，与通道中的自干扰信号叠加抵消。
4.如权利要求1所述的单天线同频同时全双工系统自干扰抑制系统，其特征在于，在接收支路可采用LMS滤波等方式，对自干扰信号进行相应的提取、信号特征保存与重建，并经过相应的幅度相位变换，送至外加天线发射。
5.如权利要求1所述的单天线同频同时全双工系统自干扰抑制系统，其特征在于，当外加自干扰抑制天线信号进入接收通道，与环形器泄漏信号和天线反射信号对消不完全时，对消剩余经接收支路提取，可自适应调整信号特征保存值，从而调整重建信号；当对消效果满足要求，将保持原重建信号。
6.一种单天线同频同时全双工自干扰抑制系统，其特征在于，通过对接收支路环形器泄漏自干扰信号和天线反射自干扰信号的提取，对信号加以变换送至外加天线发射，经接收天线在接收通道完成与自干扰信号的对消，以消除收发天线共用的全双工系统中，由于环形器的采用所带来的额外自干扰。
该通信节点主要包括发射信息流、环形器、收发天线、模拟域重建单元、信号提取与重建单元、干扰抑制天线等。所述的通信节点在相同的频率和时间上进行信息的发射和接收。
其中，
所述的发射信息流，是一串待发送给对方通信节点的比特序列；
所述的环形器，使信号单向环形传输，用于隔离发射与接收信号；
所述的收发天线，是同频同时全双工系统发射与接收共用天线；
所述的模拟域重建单元，重建发射自干扰信号，用于消除经空间传输的多径自干扰信号；
所述的信号提取与重建单元，包括射频放大、调幅调相、信号特征保存、自适应滤波、自适应调整等模块，用于提取接收支路的环形器泄漏和天线反射自干扰信号，并完成对消剩余检测、信号特征保存、信号重建、信号变换等功能；
所述的干扰抑制天线，用于发射信号提取与重建单元所产生的干扰抑制信号。
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