CN107872252B - 一种基于发射波束成型的同频同时全双工系统终端间干扰消除方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在同频同时全双工通信系统中，利用多天线技术消除手机之间干扰的方法。在所涉及的通信节点中，基站工作在全双工状态，手机工作在半双工状态。每个手机装备两根以上的天线，首先手机会收到周围手机送来的训练序列，根据信号检测，分辨出信号来自干扰手机的方向和基站的方向，然后利用天线的波束成型原理，将波束零点对准干扰手机，波束最大方向对准基站，这样手机在进行上行通信时，可以减少对周围下行通信手机的干扰，提高通信效率。

Description

一种基于发射波束成型的同频同时全双工系统终端间干扰消 除方法

技术领域

本发明涉及到同频同时全双工系统，多天线技术和终端之间干扰消除相结合的方法，具体涉及一种基于多天线的同频同时全双工系统中终端之间干扰消除的方法和系统，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双工。

因为终端规格的限制，一般很难让终端工作在全双工模式，基站可以选择工作在全双工模式。在一些人员比较拥挤的场所，如球场，商业街等，终端之间的距离很近，不同的终端之前会有强烈的干扰，可以表述如下：

在同频同时全双工系统中，基站工作在全双工模式，终端工作在半双工模式。当两个终端(B1和B2)距离很近时，B1向基站发送数据时，如果此时的B2刚好接收数据，B1的数据会对B2的接收产生非常大的影响。目前来说，无线通信信号检测及非线性处理还不能分离这两个信号。

发明内容

为了解决终端收到临近终端的干扰问题，我们将同频同时全双工系统中的半双工终端装备多根天线(两根以上)进行发射和接收，并采用多天线的波束成型技术，进行终端之间的干扰消除，本发明提出一种能够高效消除终端间干扰的通信技术。

本发明的技术方案如下：

一种基于多天线的同频同时双工系统终端之间干扰消除的通信方法，其特征在于，

现存在两个终端，B1和B2，每个终端节点配备至少两根天线，基站能够在相同的频率和时间上进行信息的发射和接收数据。终端B1在进行在发送数据给基站之前，首先通过天线接收周围区域别的终端B2发射的训练序列，该序列能够被附近终端B1接收到，同时基站一直在向B1终端发送位置信息等数据，此时B1首先分辨信号类别，找到干扰终端B2位置，然后利用多天线技术中的波束成型算法，例如最小均方算法和递归最小二乘算法等，将天线的发射方向图的零点对准B2，同时将最大波束方向对准基站。这样的话，终端B1能够将终端B2的造成的干扰降低到最小，能够提高B1和基站通信的质量。

所述的基于多天线的同频同时全双工系统中终端之间干扰消除的方法，终端B2接收到终端B1的发射的训练序列时，会根据接收天线接收到训练序列的不同，确定干扰终端B1的位置，然后通过波束形成算法，终端B2能够快速计算出每根接收天线的权值，然后将接收波束的零点对准B1方向，此时接收到B1的干扰信号最小。

所述的基于多天线的同频同时双工系统终端之间干扰消除的通信方法，终端B1向基站发送数据的发射过程被分为两部分，第一部分是对周围干扰终端B2等训练序列的接收，第二部分是B1终端对基站发射上行信号。训练序列的发射是为了让B2周围的区域内的终端B1能够确定干扰终端B2的位置，然后利用多天线的波束成型技术，对干扰终端B2形成波束零点。同时多根天线，提高了终端和基站之前发射和接收效率。

本发明同时提供一种基于多天线的同频同时双工的通信系统，包括多个通信节点，其特征在于，基站节点工作在全双工模式，能够在相同的频率和时间上进行信息的发射和接收，终端节点工作在半双工模式，接收和发射信息必须分开进行。其中终端节点至少装备两根天线，终端具有发射训练序列的功能，终端内部有基于多天线的波束成型算法模块。

其中，

所述的训练序列，是一种对于通信双方已知的信息序列，通过B2终端发射该序列，并被B1的多根天线接收，B1终端可以通过多根天线接收到训练序列的不同，判断B2的位置信息。

波束成型算法，常见的有最小均方误差算法和递归最小二乘法等，是一种利用多天线的接收技术，该算法能够计算出每根接收天线的权值，从而形成接收零点，抑制干扰。

本发明的优点：本发明所述的方法，基站工作在全双工模式，提高了基站的通信效率；通信终端工作在半双工模式，同时每个终端具有两根以上的天线，终端会定期会对周围区域发射训练序列，传递位置信息给周围可能被干扰的终端，被干扰终端能够利用多天线技术中的波束成型技术，将天线方向图的波束零点对准干扰终端，对发射终端进行干扰进行抑制，从而使得被终端和基站通信更加有效。这种方式实现了终端之前的干扰消除，提高了通信效率。

附图说明

图1终端接收信号过程图。

图2终端接收波束成型示意图

具体实施方式

一个终端通信节点配备两根以上天线，终端工作在半双工模式，基站节点工作在全双工模式，以两个终端B1和B2为例，B1终端会向周围发射训练序列，临近的B2终端接收到该终端B1的训练序列后，如图1所示，终端首先进行信号检测，信号检测的目的是为了判断信号类别，属于基站信号还是B1干扰信号，然后利用多天线的波束成型算法，对干扰终端B1形成天线方向图的发射波束零点，把主波瓣对准基站方向，这样终端B2在于基站通信的时候，能够降低对B1的干扰，提高通信有效性。如图2所示，其中的波束成型算法可以采用最小均方算法、递归最小二乘法等计算接收天线的权值。

Claims (3)

1.一种基于发射波束成型的同频同时全双工系统终端间干扰消除方法，其特征在于，同频同时全双工系统包括多个通信节点，其特征在于，终端工作在半双工模式，基站在相同的频率和时间上进行信息的发射和接收，终端配备至少两根天线，周围的终端有上行通信也有下行通信，上行通信的终端能够利用波束成型算法，抑制对附近下行终端的干扰；

其中，所述上行通信的终端能够利用波束成型算法，抑制对附近下行终端的干扰，包括：

终端具有两根以上的接收天线，接收天线收到的信号送到信号检测模块，可以进行分辨信号的类别，然后进行波束成型算法，将波束零点对准干扰终端，波束最大处对准基站，从而降低了终端之间通信的干扰;

其中，该干扰终端具有发射训练序列模块，会对周围的终端发射训练序列，周围的终端在接收到训练序列后，可以判断该干扰终端的位置，这样其他终端和基站通信时可以做波束成型，减少该终端对他们的干扰。

2.如权利要求1所述的一种基于发射波束成型的同频同时全双工系统终端间干扰消除方法，其特征在于，波束成型算法可以采用现在的最小均方算法或者递归最小二乘法等，计算出发射天线的权值，快速进行波束成型。

3.如权利要求1所述的一种基于发射波束成型的同频同时全双工系统终端间干扰消除方法，其特征在于，随着干扰终端位置的变化，波束成型算法具有自适应的过程，能够自动调整各个发射天线的权值，始终将发射零点对准干扰终端。

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