CN109690980A - 干扰消除方法及装置 - Google Patents

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Abstract

描述了用于减小并/或消除无线通信设备的接收器和发射器部件之间的信号干扰的方法和装置。该方法和装置非常适合于在包括诸如手机的用户装备设备的大范围设备中和诸如基站的网络装备中使用。在某些实施例中使用光‑机械设备作为执行RF(射频)信号上的干扰消除的装置的一部分。

Description

干扰消除方法及装置
技术领域
各种实施例涉及通信方法和装置，更具体地涉及在通信设备和/或系统中干扰消除的方法和装置。
背景技术
自干扰是无线和其他通信设备的一个问题，这些设备试图使用电信号或无线信号同时发送(例如发射)和接收。虽然可以使用不同频带进行发送(例如上行链路)和接收(例如下行链路)，但是正在发射的某些信号可由设备的接收器接收，干扰正从一个或多个其他设备接收的信号的接收。从设备的发射器到接收器之间的干扰，尤其是在共用发射和接收天线或电缆的情况下，或在发射器和接收器之间的近距离发射和接收天线的情况下(这是移动通信设备上的天线的通常情况)，会产生干扰问题，即使发射和接收频带不同。
通过使用实施为电子元件(其以与接收和发射的信号相同的频率范围进行操作，例如射频域)实现的一个或多个电子电路和滤波器，来消除自干扰的尝试取得的成就有限。
使用滤波器等形式的电子元件的干扰消除信号的产生(例如射频域内)具有与其相关的某些问题。一方面，用于产生干扰消除信号的电子电路元件可能自身辐射干扰，尤其是当处理射频频带的信号时，实施为电子电路的滤波器的电线和/或其他元件作为信号发射器和接收器操作。这种额外的自干扰在发射和接收无线电信号(例如使用天线)或电信号(例如使用诸如同轴电缆、Ethernet电缆或其他非光学电缆的电缆接口)的通信设备中可能极其不理想。使用在射频频带中操作的滤波器的另一问题是，在给定空间的限制下，在小设备内屏蔽以防止小设备中由这些滤波器产生的干扰的发射可能难以实现。
可以用于产生干扰消除滤波器的电子过滤电路还具有相对庞大的缺点，使得其在用于产生干扰消除滤波器的电子滤波器中很难提供大量滤波器抽头和/或单独的延迟。因此，试图使用在射频频域中操作的电子元件来产生干扰消除信号通常被限制使用非常少量的抽头和/或延迟的滤波器。并且试图将大量射频电路或滤波器抽头封装在小空间内可能使通过相邻元件之间(例如，一个元件作为非预期的射频发射器，另一元件作为非预期的射频接收器)的非预期的射频交互作用而从一个元件渗漏到另一元件的干扰更复杂。
分离电信号的功率问题也受到关注，电子元件的热噪声也受到关注，该电子元件可用来产生干扰消除信号。如果要为一个或多个接收到的信号分量或频率产生弱干扰信号，电子电路的热噪声可能会阻止产生有意义的干扰消除信号，因为在某些情况下，用于产生干扰信号的电子电路的热噪声可能会超过预期的要消除的干扰信号。并且，带有耦合器和/或微带的射频系统中的插入损耗可能很高，通常应仔细匹配阻抗，考虑产生的电容和电感，使得使用此类元件对更高的射频频率越来越具有挑战性。
将滤波器实施为射频范围中的电子电路问题是，其可能难以设计或实现具有所需的滤波器特征的电子电路，因为滤波器的频率范围可能在所需的频率范围内不均匀，可能需要该频率范围以产生合适的干扰消除信号。
虽然可以尝试确定数字射频域中适当的干扰消除信号，为了产生准确的模拟干扰消除信号以与接收到的信号相结合，可能需要具有非常大的频率范围和分辨率的数模转换器，这可能是昂贵的和/或难以实现的。
鉴于上述讨论，应认识到需要改进的方法和装置，这些方法和装置可用于自干扰消除，其中设备使用射频信号进行通信。尤其，如果能够开发出解决、克服或减少一个或多个上述问题的方法和/或装置，则是期望的，其中这些问题与使用射频域中操作的电子电路和/或滤波器产生干扰消除信号，和/或需要使用高分辨率电子数模信号转换器将射频域中产生的数字干扰消除信号转换为模拟干扰消除信号有关。
发明内容
描述了涉及使用一个或多个光学电路(例如光学滤波器)的方法和装置，以产生模拟干扰消除信号，该信号可以与接收到的模拟信号结合作为自干扰消除操作的一部分。该方法和装置非常适合用于在射频频带中通信的大范围的通信设备。在本申请中，射频频带包括从0至500GHz的频率。光学频率是超过500GHZ的频率。
在一个但不一定所有的实施例中，用于执行干扰消除的装置包括数字发射元件和接收器元件之间的数字干扰消除元件，用于产生滤波器延迟控制信号和基带干扰消除信号；射频接收器信号路径中的组合元件；以及位于射频发射信号路径和射频接收器信号路径中的组合元件之间的射频消除滤波器，该组合元件在第一输入端接收由射频消除滤波器从射频信号发射路径接收的信号产生的射频信号，该信号根据从数字干扰消除元件接收的延迟控制信息延迟。
在某些实施例中，射频(RF)干扰消除装置包括换能器，该换能器振荡以产生携带作为所述换能器的输入供给的射频信号的声信号；控制输入端，该控制输入端接收用于控制声信号的信号控制声子-光子换能的控制信号，该声信号将RF信号传送到通过波导通信的光信号上；电光转换器，该电光转换器将离开波导的光信号转换成电干扰消除信号；以及组合器，该组合器将所述电子干扰消除信号与包括干扰的接收到的射频信号组合起来。
在某些但不一定所有的实施例中，执行射频(RF)干扰消除的方法包括将RF信号提供给换能器，该换能器振荡以产生携带所述RF信号的声信号；在控制输入端接收控制信号；利用该控制信号控制该声信号的声子-光子换能，该声信号将RF信号传送到通过波导通信的光信号上；在离开波导的光信号上执行光-电转换，以产生电干扰消除信号；并在对接收到的包括干扰的RF信号进行干扰消除操作中使用所述电干扰消除信号。
尽管在上述概要中已讨论各种实施例，但应理解的是，并非所有实施例都包含相同的特征，并且上述某些特征不是必要的，但在某些实施例中是期望的。在以下详细的描述中讨论各种实施例的许多附加特征、实施例和优势。
附图说明
图1是根据示例性实施例的包括自干扰消除能力的示例性通信设备的图示。
图2A是根据示例性实施例的可能包括在图1的通信设备中的示例性收发器电路的图示。
图2B是根据示例性实施例的包括通信接口的示例性收发器电路的图示，该通信接口将收发器电路的发射链耦合到发射天线上，并将收发器电路的接收链耦合到发射天线上。
图2C是根据示例性实施例的包括通信接口的示例性收发器电路的图示，该通信接口通过包括在接口中的环行器将收发器电路的发射链和收发器电路的接收链耦合到单一的天线上。
图2D是示出第一示例性多链(例如双链)无线电设备的示意图。
图2E是示出第二示例性多链(例如双链)无线电设备的示意图。
图3A是环境中无线设备的示意图，其旨在便于理解无线无线电系统中的自干扰问题，例如图2B中所示的设备，其能够通过单独的接收和发射天线同步发射和接收。
图3B是环境中无线设备的示意图，其旨在便于理解无线无线电系统中的自干扰问题，例如图2C中所示的设备，其能够通过共有的接收和发射天线同步发射和接收。
图4是用于自干扰消除的示例性上变频和消除滤波器的示意图，其可以用作本申请的图2B和2C及各种其他附图中所示的RF上变频器和收发器电路的干扰消除滤波器电路。
图5包括这样的图，示出同步发射和接收操作的三个场景，其中根据本发明的自干扰消除可以改进无线电设备的操作。
图6A示出了第一信号重构组，其可用于RF上变频器和干扰消除滤波器电路，如图2B和2C中所示的那个，以及图4所示的那个，并且其可执行各种信号延迟和增益控制功能。
图6B示出示例性RF上变频器和干扰消除滤波器电路，该电路使用图6A(但是，例如具有不同的延迟和/或增益)中示出的类型的多信号重构组执行。
图7A示出根据本发明一个实施例的第一设备，其可以用于执行光学-机械信号调制、信号延迟和/或增益控制。
图7B示出根据本发明一个实施例的第二设备，其可以用于执行光学-机械信号调制、信号延迟和/或增益控制。
图7C示出根据本发明一个实施例的第三设备，其可以用于执行光学-机械信号调制、信号延迟和/或增益控制。
图7D示出根据本发明第一实施例的第四设备，其可以用于执行光学-机械信号调制、信号延迟和/或增益控制。
图8是根据示例性实施例的执行射频(RF)干扰消除的示例性方法的流程图。
具体实施方式
描述了用于在射频或其他信号上执行自干扰消除的方法和装置。虽然发射和接收到的信号在至少某些实施例中是射频信号时，在某些实施例中使用射频-光频变换和光信号处理以促进产生射频信号干扰消除信号。在至少某些但不一定所有的实施例中，光学滤波器的使用允许作为产生干扰消除信号的一部分来支持广泛的频率范围，其中光信号被转换为模拟RF信号，而不需要生成干扰消除信号的数字RF版本。
为了在全双工无线无线电中实现同步发射和接收，必须隔离发射和接收链，以防止高功率发射信号(例如，通过泄漏或反射)干扰接收器上的低功率信号。对于高效的全双工收发器来说，消除来自接收到的信号的自干扰能力可能很重要。对于现有技术单工收发器中产生的相同信噪比来说，这种自干扰的幅度在广域网应用中可能需要高达110dB。原则上，在收发器上对发射信号的认识允许消除自干扰并重构接收的信号，前提是消除方案能够适应自干扰的时间变化，而不会大幅提高接收器的噪声基底。这里的挑战在于精确地重构接收到的自干扰信号，从而使其从接收到的信号减去。
图1是根据示例性实施例的包括自干扰消除能力的示例性通信设备100的图示。示例性通信设备100包括经由总线108耦合在一起的收发器电路102、处理器109(例如，CPU)、存储器106和模块118的组件(例如硬件模块(例如电路)的组件)，在该总线上，各个元件102、109、106、118可以通信数据和信息。存储器106包括配置为控制通信设备100的通信操作的通信例程110，其包括控制收发器电路102的操作、控制例程111、模块组件113(例如软件模块的组件)和数据/信息114。数据/信息114包括设备信息119，其包括，例如，包括光学滤波器组件信息和天线信息等的接口信息，和通信数据/信息120，其包括例如RF信息、信道类型信息、信道条件、确定的滤波器系数、接收的信号信息、发射的信号信息、产生的射频干扰消除信号信息等。在某些实施例中，存储在存储器106中的某些信息也存储在收发器电路102中的本地存储器中。在某些实施例中，处理器109(例如CPU)执行包括在存储器106中的包括软件模块在内的例程，以控制通信设备100以实现根据本发明的方法，例如，控制收发器电路102以实现包括使用光学滤波器组件的射频干扰消除方法。在某些实施例中，示例性方法的一个或多个步骤由包括在模块组件118中的一个或多个硬件模块(例如电路)交替实施。
收发器电路102包括总线接口107和通信接口113。总线接口107将收发器电路耦合到总线108中。通信接口113将收发器电路102耦合到以下的一个或多个或所有中：天线组件101、波导115和电线/电缆117。在某些实施例中，天线组件101作为通信设备100的一部分包括其中。天线组件101包括一个或多个天线(103、…、106)。在某些实施例中，天线组件101包括单独的天线103，其由收发器电路102的发射器和接收器共同使用。在某些实施例中，天线组件101包括发射天线103和接收天线106。在某些实施例中，天线组件101包括多个发射天线和多个接收天线。在某些这样的实施例中，天线组件101和收发器电路102支持MIMO操作。
图2A示出根据示例性实施例的示例性收发器电路102'。收发器电路102'包括通信接口113'和总线接口107。在某些实施例中，收发器电路102'是图1的收发器电路102，而通信接口113'是图1的通信接口113。
图2B和图2C示出无线收发器架构的两个示例性变体，其包括一个发射链和一个接收器链。图2B中图200所示的实现示出一种双天线方法，其中发射器链和接收器链分别使用单独的天线229、231。发射和接收之间的耦合由天线之间的距离、天线类型和尺寸驱动。在图2C中200'图所示的实现的情况下，发射链和接收链使用单个天线230。天线230利用环行器225耦合到发射和接收链，其中环行器在发射信号227和接收信号233之间提供一定程度的隔离。接收链上的高功率自干扰由环行器225提供的隔离和来自天线230的反射驱动，后者漏回到接收链中。
图2B的图200示出根据示例性实施例的示例性收发器电路102”。收发器电路102”是例如图1所示的收发器电路102和/或图2的收发器电路102'。收发器电路102”包括通信接口113”、总线接口107、发射(TX)数字基带(BB)电路206、TX数字BB至模拟BB电路204、TX模拟BB至射频(RF)电路202、耦合器设备226、信号组合器/耦合器设备209、RX RF至模拟BB电路210、RX模拟BB至数字BB电路212、RX数字BB电路214、RF上变频器和干扰消除滤波器电路222，以及信道估计器、滤波器(例如，数字滤波器)和滤波器控制电路216，如图2B所示耦合在一起。信号组合器209配置为将接收到的射频信号233与射频干扰消除信号224组合以产生恢复的射频信号235。在各种实施例中，信号组合器209设置为将射频干扰消除信号234添加到接收到的射频信号233上，以产生恢复的射频信号235。
现在将对描述图2B的收发器电路102”进行详细概述。收发器电路102”由发射链和接收链组成。在该发射链中，发射数字基带电路206通过总线接口107接收待以二进制数字的形式发射的输入数据207，将二进制数字转换成数字基带波形205，其输出到TX数字BB至模拟BB电路204。TX数字基带电路206执行接收到的输入数据207的编码和调制。由TX数字基带电路206执行的编码和调制使用，例如，正交频分复用法，CDMA或其他编码和调制方法。TX数字BB至模拟BB电路204(例如，滤波器和数模转换器(DAC)组件)将数字信号205转换成模拟基带信号203，其输出到TX模拟BB至RF电路202。
模拟基带信号203由TX模拟BB至RF电路202接收，随后利用包括在电路202中的直接转换或中频变频器上变频为工作RF频率。该上变频的RF信号201是包括在电路202中的功率放大器的输出。上变频的RF信号201使用设备226耦合或分离，其中通过的信号227进入通信接口113”，而分出的信号223馈入RF上变频器和干扰消除滤波器电路222。
在这种情况下，通信接口113”中的RF信号227通过进入天线229中。接收天线231接收无线RF信号，并将接收到的信号233输出到朝向接收链的接口113”中。在收发器电路102”的接收侧，来自通信接口113”的接收信号233馈入耦合器或组合器290(其是3端口设备)中。耦合器或组合器209负责组合输入信号224和输入信号233，以产生输出RF信号235，输入信号224是RF上变频器和干扰消除滤波器电路222的输出，而输入信号233是通过接收天线231接收的信号。输出RF信号235馈入RX RF至模拟BB电路中，其是RF下变频器，将RF信号235下变频至基带模拟信号211。该基带模拟信号211由RX模拟BB至数字BB电路212接收、过滤并采样，其产生并输出采样的输出信号213。采样的输出信号213馈入包括数字接收处理器的RX数字BB电路214，该数字接收处理器负责解调制和解码。
RF信号223、发射信号201的副本馈入RF上变频器和干扰消除滤波器电路222。RF上变频器和干扰消除滤波器电路222产生信号224，该信号224是作为接收信号233的一个分量接收的干扰信号的负拷贝或近负拷贝，所述干扰信号是信号227的发射效果。使用组合器/耦合器设备209，将负拷贝224与接收的信号233结合导致由收发器电路102”的发射器导致的干扰在收发器电路102”的接收器处消除。
信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216与发射数字基带电路206的数字处理块和接收数字基带电路214的数字处理块接口。信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216负责残留干扰信号的重构，其从RX数字基带电路214中的采样信号220处观察到。信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216负责测量和瞄准包括在电路216中的数字滤波器和包括在电路222中的RF消除滤波器。信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216使用输入信号219、数字发射信号的拷贝和接收到的采样信号220以确定收发器电路102”和天线(229、231)的效果，确定引起干扰的信道，并确定要编程到包括在电路222中的RF干扰消除滤波器的适当系数。确定的适当系数在信号217中从信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216通信到RF上变频器和干扰消除滤波器电路222中。信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216还重建干扰信号的负拷贝221，其发送到RX数字BB电路214以从接收到的信号213中减去。RX数字BB电路214接收干扰信号的重建的负拷贝221，并从接收的信号213中减去重建的干扰信号的负拷贝221，作为其处理的一部分。电路214进一步产生数字数据输出信号215，并通过接口107输出数字数据输出信号。图2C中的图200”图示出示例性收发器电路102”'，其实现收发器架构，其中通信接口113”'包括3端口环行器设备225。环行器225负责产生一个方向中端口之间的隔离。这种产生的隔离防止发射RF信号227泄漏到接收RF信号233中。基于环行器的设计便于使用单个天线230同步发射和接收。
图2C中的图200'示出根据示例性实施例的示例性收发器电路102”'。收发器电路102”'是例如图1的收发器电路102和/或图2的收发器电路102'。收发器电路102”'包括通信接口113”'，其包括环行器225、总线接口107、发射(TX)数字基带(BB)电路206、TX数字BB至模拟BB电路204、TX模拟BB至射频(RF)电路202、耦合器设备226、组合器/耦合器设备209、RXRF至模拟BB电路210、RX模拟BB至数字BB电路212，RX数字BB电路214、RF上变频器和干扰消除滤波器电路222，以及信道估计器、滤波器(例如，数字滤波器)和滤波器控制电路216，如图2C所示耦合在一起。信号组合器209用于将接收到的射频信号233与射频干扰消除信号224组合以产生恢复的射频信号235。在各种实施例中，信号组合器209配置为将射频干扰消除信号224添加到接收到的射频信号233上，以产生恢复的射频信号235。
现在将对描述图2C的收发器电路102”'进行详细概述。收发器电路102”'包括发射链和接收链。在该发射链中，发射数字基带电路206通过总线接口107接收待以二进制数字的形式发射的输入数据207，将二进制数字转换成数字基带波形205，其输出到TX数字BB至模拟BB电路204。TX数字基带电路206执行接收到的输入数据207的编码和调制。由TX数字基带电路206执行的编码和调制使用，例如，正交频分复用法、CDMA或其他编码和调制方法。TX数字BB至模拟BB电路204(例如，滤波器和数字模拟转换器(DAC))将数字信号205转换成模拟基带信号203，其输出到发射模拟基带至RF(TX模拟BB到RF)电路202中。模拟基带信号203由TX模拟BB至RF电路202接收，并随后利用包括在电路202中的直接转换或中频变频器上变频为工作RF频率。上变频的RF
信号201是包括在电路202中的功率放大器的输出。上变频的RF信号201使用设备226耦合或分离，其中通过的信号227进入通信接口113”'，而分出的信号223馈入RF上变频器和干扰消除滤波器电路222中。在这种实现的情况下，通信接口113”'中的RF信号227穿过环行器225进入天线230中。
天线230接收无线RF信号，并将接收到的信号输出到接口113”'的环行器225中，其向接收链发送接收的信号223。在收发器电路102”'的接收侧，来自通信接口113”'的接收信号233馈入耦合器或组合器290(其是3端口设备)中。耦合器或组合器209负责组合输入信号224和输入信号233，以产生输出RF信号235，输入信号224是RF上变频器和干扰消除滤波器电路222的输出，而输入信号233是通过接收天线230接收的信号。输出RF信号235馈入到RXRF至模拟BB电路中，其是RF下变频器，将RF信号235下变频成基带模拟信号211。该基带模拟信号211由RX模拟BB至数字BB电路212接收、过滤并采样，其产生并输出采样的输出信号213。采样的输出信号213馈入包括数字接收处理器的RX数字BB电路214，该数字接收处理器负责解调制和解码。
RF信号223、发射信号201的副本馈入RF上变频器和干扰消除滤波器电路222。RF上变频器和干扰消除滤波器电路222产生信号224，该信号224是作为接收信号233的一个分量接收的干扰信号的负拷贝或近负拷贝，所述干扰信号是信号227的发射效果。使用组合器/耦合器设备209，将负拷贝224与接收的信号233组合，导致由收发器电路102”'的接收器处的收发器电路102”'的发射器导致的干扰的消除。
信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216与发射数字基带电路206的数字处理块和接收数字基带电路214的数字处理块接口。信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216负责重构残留干扰信号，其从RX数字基带电路214中的采样信号220处观察到。信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216负责测量和瞄准包括在电路216中的数字滤波器和包括在电路222中的RF消除滤波器。信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216使用输入信号219、数字发射信号的副本和接收到的采样信号220以确定收发器电路102”'和天线230的效果，确定导致干扰的信道，并确定待编程到包括在电路222中的RF干扰消除滤波器的适当系数。确定的适当系数在信号217中从信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216通信到RF上变频器和干扰消除滤波器电路222中。信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216还重建干扰信号的负拷贝221，其发送到RX数字BB电路214以从接收到的信号213中减去。RX数字BB电路214接收干扰信号的重建的负拷贝221，并从接收的信号214中减去重建的干扰信号的负拷贝221，作为其处理的一部分。电路214进一步产生数字数据输出信号215，并通过接口107输出数字数据输出信号。
图2C中的图200'示出示例性收发器电路102”'，其实现收发器架构，其中通信接口113”包括3端口环形器设备225。环行器225负责产生一个方向中端口之间的隔离。这种产生的隔离防止发射RF信号227泄漏到接收RF信号233中。基于环行器的设计便于使用单个天线230同步发射和接收。
图2D和图2E示意图200”和200”'示出示例性双/多链无线电设备。以下对102””进行详细描述。图2D中的示意图200”'示出连接到通信接口113”'和113””的两个发射链和两个接收链。发射天线229在频率A处辐射出信号227，而接收天线231在频率B处接收信号233。在通信接口113”'上，发射天线229'在频率B处辐射出信号227'，而接收天线231'在频率A处接收信号233'。在这个配置中，来自天线229的信号227造成天线231'处的干扰，而从天线229'辐射的信号227'在接收器231处产生干扰。这里所示的配置可以理解为两个频分双工操作的无线电设备一起操作的情况，其中一个无线电设备以频率A发射并以频率B接收，而另一个无线电设备以频率B发射而以频率A接收。发射信号227至天线229的副本信号223馈入RF上变频器和干扰消除电路222，该电路将该信号处理并整形为信号233'，以反映接收天线231'处所见的干扰信号特征。诸如干扰消除信号的重构信号224'(其为干扰信号的近似负拷贝)在209'处添加到接收信号233'中。信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216与TX数字基带电路206接口，将数字发射信号218发送到TX数字基带电路206中，并接收来自TX数字BB电路206的信号219。信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216也与TX数字基带电路214'接口，接收来自RX数字BB电路214'的数字信号220'，并将信号221'发送到RX数字BB电路214'。滤波器控制电路216为RF上变频器和干扰消除滤波器电路222提供系数217。发射信号227'至发射天线229'的副本信号223'馈入RF上变频器和干扰消除滤波器电路222'中，其处理信号223'以产生重构的信号224。来自RF上变频器和干扰消除滤波器222'的输出信号224添加到包含干扰的接收信号233中。图2E示意图200”'示出类似于图2D中的102”'那样的102””中的各种块排列，其中一个区别是通信接口将发射和接收链连接到每一侧上的单个天线上。
如图2B-2C所示，块222和216是干扰重构的元件(例如两个阶段)，其中这两个结构的主要功能是延迟/缓冲发射信号223的副本并将其过滤，从而其输出224表示自干扰信号233的精确重构，其能够使用209与接收器链中的接收信号233组合组。每个滤波器216、222可以产生接收信号的不同部分以用于消除干扰的不同部分。不同部分可以对应于不同量的信号延迟的对应自干扰。当执行干扰消除时，能够精确延迟对应于由于环境中从目标物反射的许多或所有副本的信号是有用的。根据本发明的一个方面，RF中的各种方法，表面声波、光子、声子-光子、慢光和基于RF MEMS的开关以新颖的配置和独特的方式使用，以呈现独特的架构，其中可以使用一个或多个这些技术的组合以实现全双工操作需要程度的自干扰消除。利用表面声波和光子技术以产生信号的延迟版本可能有助于支持可能难以支持的持续时间延迟。
RF光子学解决方案
各种特征使用射频光子学来产生信号的延迟版本。RF光子学可以并且有时确实涉及包括在光学域处理RF信号的混合方法。在至少一些RF光子系统中，模拟RF信号限定光载波的包络，通常约200THz。因此，即使多GHz超宽带信号也占用小于10-5的部分带宽。类似地，毫米波基带频率远远小于光学部件的典型带宽。因此，如果使用宽带调制器，RF光子学是对RF基带频率显然的强大方法。在空间上，光纤形式的光延迟线可以卷曲成厘米的环，而多条延迟线可以垂直堆叠在一起，并封装成比用于12抽头消除滤波器的微波延迟线小4到5倍的占地面积。与微波滤波器不同，将RF光子滤波器中的抽头数量从12增加到64仅仅增强系统的高度，并在不增加系统占地面积的情况下允许更好的模拟消除。RF光子链路的另一重要特征是其本质上单向的特性，即信号路径从光学调制器(RF至光学器件)朝光学探测器(光学器件至RF)固定，因为两个设备都不是以可逆的方式操作。除了这些技术优势之外，RF光子方法还从长途电信行业的投资，在性能改进和成本降低方面的巨大进步中获益。除了解决与全双工收发器直接相关的挑战外，RF光子系统还具有其混合架构独有的其他某些优势。首先，在高功率下，激光源为RF传递功能提供整体增益，其可以根据需要进行调整。其次，使用相干的RF光子系统，可以通过调整光学相位来实现全复值滤波器系数，其仅需要亚微米位移并且可以在小于1微秒的时间常数下实现。最近，片上光信号处理已通过光-机械(有时也称为光机械)效应实现：毫米级芯片可提供与先前需要100米光纤相同的处理能力。
本发明和提出的方法的指标和特征充分包括：
延迟带宽：光学宽带，在其上可以实现某些延迟；
最大延迟：最大可实现延迟值；
分数延迟：绝对延迟值除以脉冲宽度或位时间。这对延迟/存储能力很重要；
延迟范围：可以实现延迟的调谐范围(从最小值到最大可实现值)；
延迟分辨率：最小增量的延迟调谐步长；
延迟精确度：实际延迟的精度百分比与所需延迟值的精度百分比；
延迟重构时间：将延迟从一个状态切换到另一稳定状态的时间量。
延迟中的损耗：每单位延迟造成的损失量。需要降低每单位延迟的损耗。
在某些实施例中，硝酸硅用于调制器，该调制器可使用压电结构转换RF信号以将RF信号转换为光学域。该调制器将能够基于声学接收器的加热器/接受区域/波长的改变延迟信号，用于将光子吸收到光波导中。
RF域中的自干扰消除
图4描述用于自干扰消除的块122(即，上变频和消除滤波器)的高级架构。块181、182和183是根据本发明实现的示例性滤波器组。组183重构直接路径，组182重构天线路径，以及组181重构散射路径。
在某些但不一定所有的实施例中，用于信号处理的RF信号的上变频或下变频的示例性装置可以具有以下特征中的一个或多个，并/或以下面的示例性方式配置：
使用调制器上变频该信号，上述调制器可以用诸如激光/LED的光源馈入；
使用直接调制的激光器；
RF信号可以施加到将RF信号转换成声信号的压电结构中，该压电结构随后将RF信号传送到由光源馈入的光载波中。
装置可以包括延迟光子信号的元件。该元件可以，并在某些实施例中确定是，包括使用声波的速度延迟信号的光子-声子混合设备。这些元件对于它们提供的延迟量可能是可调谐的，也可能不是可调谐的，装置可以具有这些延迟元件的n维阵列，该阵列可以配置为通过接通/断开延迟元件来提供所需的延迟，或者如果能够的话，配置每个延迟元件以实现所需值的总延迟。
在某些实施例中，装置配置为进行以下一个或多个：
在波分复用激光器中操作并且每个波长唯一馈入到延迟元件的阵列；
延迟的光信号在探测器之前使用光学组合器组合，或阵列中的每个延迟信号通过光学探测器馈入，其中来自每个分支的RF信号使用发射线组合；
消除延迟元件分为两个、三个或更多的阶段；
支持使用毫米尺寸架构的微秒延迟；
支持慢光架构；
可以使用基于RF MEMS的开关；
基于开关的组；
反馈到RF光子器件和MEMS开关(流程图)
在某些实施例中支持标定算法
可以支持数字消除和具有数字消除的接口
所需的干扰消除级别因不同的无线部署应用而异。在蓝牙类传输的发射功率约为3dBm，典型的噪声基底约为-95dBm的情况下，则同步发送和接收操作需要大约98dB的干扰消除。由于这些系统中使用的模数转换器类型的动态范围的限制，在这种情况下数字消除的限制约为42dB。对于移动传输、小型基站(small cell)传输和基站传输的三种其他场景，其中典型的发射功率分别为23dBm、24dBm和46dBm。在这些情况下，数字消除还由使用的模数转换器的动态范围所限制。因此，其余的干扰需要在模拟/RF域中消除。
图2D描述了能够同步发射和接收的多天线无线电设备的操作。它描绘了具有滤波器222和216的自干扰消除架构的实用性，其允许多个发射天线到多个接收天线之间的干扰消除。这种无线电设备需要滤波器222和216的多次实例化，以重构并消除由多个发射和接收天线造成的干扰。这些多个实例化可以是，并在某些实施例中是，优化并与多个发射无线电设备到多个接收无线电设备的输入一起封装成一个实例化。这个描绘示出2个发射和2个接收天线。但是，该原理适用于多个发射和接收天线。
图3A是环境中无线设备的示意图，其旨在便于理解能够使用收发器同步发射和接收的无线无线电系统中的自干扰问题，该收发器例如图2B中所示的那个，其中发射和接收分别通过单独的接收和发射天线229、231。在单天线和双天线架构的情况下，发明人基于接收器处的干扰的到达时间将发射器到接收器引起的自干扰区分为三类。
如图3A中的301所示的直接路径，其中发射信号由于跨越发射线的辐射，或通过环行器的辐射(如单天线架构的情况所示)而在电路板上与接收器耦合。这个直接路径信号比从发射天线辐射出的发射功率低大致约15-25dB。该路径也是从发射到接收链的最短干扰路径，其中取决于无线电的架构，229和231之间的延迟预期在10皮秒至100皮秒的数量级。该直接路径是时变频率选择性信道，其中这些特征取决于操作的PVT特征。(压力、体积(发射线的掺杂和尺寸)、温度。)
干扰的第二路径是天线路径(发射器和接收器天线之间的最短路径)，通过该路径，发射的信号到达用于接收信号的天线。在如图3A所示的双天线系统的情况下，该干扰路径将通常是与发射天线229和接收天线231之间的距离相对应的路径301。对于单天线系统，如图3B中所示的那个，天线路径是在反射后，发射信号在天线的近场中采用的路径302'。从天线的反射可能是由于阻抗的不匹配。天线路径是时变和频率选择性的。从该路径接收的信号比具有路径延迟的信号的发射功率低大致20-45dB，其中根据无线电设备和天线的设计，该路径延迟在400皮秒到1.5纳秒的范围。
自干扰的第三主要基本路径是散射路径(Scatter Path)。在这个路径中，发射的信号303从发射天线229行进到环境305中，并作为来自环境物体305的反射304回波，环境物体305作为信号散射体操作。该路径也是时变的并且在三条路径中最具频率选择性。根据围绕无线电设备的环境，整个路径延迟非常宽，大致在数十纳米到5微秒之间。根据工作频率和环境中的路径损耗，来自该路径的信号以低于发射功率50dB或更低而接收。
根据上述特征，本文所述的RF自干扰消除构架设计为通过将直接路径、天线路径和散射路径的特征跟踪并应用到信号223的副本，产生干扰消除信号224，，并在209处将干扰消除信号224添加到接收信号，来重构自干扰。
图4示意图示出基于重构干扰信号所需的延迟量，对181、182和183这三条路径的自干扰的重构的分类。块181、182和183具有延迟元件，其可以通过电压/电流控制的接口总线191从控制器调谐。块181包括延迟元件(402、403、…、405)，其分别可以通过控制信号(421、422、…、423)调谐，其中控制信号来自通过总线191通信的控制器401。块182包括延迟元件406，其可以通过控制信号424调谐，控制信号424来自通过总线191通信的控制器401。块183包括延迟元件407，其可以通过控制信号425调谐，控制信号425来自通过总线191通信的控制器401。延迟元件(402、403、…、405、406、407)的输入分别是信号(426、427、…、428、429、430)，而延迟元件(402、403、…、405、406、407)的输出分别是信号(436、437、…、438、439、440)。图4还示出分别处理输入信号(436、437、…、438、439、440)并产生输出信号(450、451、…、452、453、454)的衰减/放大设备(408、409、…、410、411、412)。衰减/放大设备(408、409、…、410、411、412)还分别通过控制信号(431、431、…、433、434、435)由控制器通过电压/电流接口总线192控制。在各种实施例中，在信号(431、432、...、433、434、435)中通信的系数除了控制衰减/放大之外还具有反转RF信号的相位的能力。元件184、185、186、187、188、189是将相同的RF信号223从输入路由到多个输出(426、427、428、429、430)的元件。这些元件(184、185、186、187、188、189)可以是，并在某些实施例中是，RF功率分配器或平衡-不平衡转换电路(平衡的-不平衡的)或具有路由能力的其他RF元件。在这个图中的元件190是将多个RF信号(450、451、452、453、454)组合在一起以产生信号224的元件。元件190可以是，并在某些实施例中是，多端口RF功率组合器或RF组合器阵列以将信号相加在一起。
图5包括示出同步发射和接收操作的三个场景的图501、502和503，其中自干扰消除可以改善无线电设备的操作：图501中由510和511示出的带内操作，图502中由512和513示出的叠加带操作，以及图503中由514和515示出的相邻带操作。在以上情况下，消除由发射引起的干扰的能力允许无线电设备在合适的动态范围内操作以解调制并解码预期的接收信号。
图6A描绘光学调制器、信号延迟和信号增益块652的示例性新颖架构，其可以用作图4的信号重构组181、182或183，或可以用在本发明所示的各种其他实施例中。重构组负责输入上的操作，该输入包括用于引起信号延迟的延迟，和用于控制信号增益的乘法，因此由块652产生的延迟信号的影响的多少将有助于通过组合信号延迟和增益控制块652的输出产生的整体复合输出。
光学调制器、信号延迟和信号增益块652包括光学机械模块611、延迟元件X 613、延迟元件Y11 615、延迟元件Y1N 616、光波导618、和增益元件A1 619。延迟控制信号DC_X1683控制延迟元件X 613。延迟控制信号DC_Y11 685控制延迟元件Y11 615。延迟控制信号Y1N 686控制延迟元件Y1N 616。输入激光信号688由光波导618接收。增益控制(GC)信号689控制增益元件A1 619。
图6B示出示例性RF上变频器和干扰消除滤波器电路222，其可以在图2B或2C的系统中使用，并且可以使用图6A中所示类型的多个调制、延迟和增益控制块(例如，N个这样的块)以及诸如控制器654和激光器655的各种其他部件来实现。控制器654从信道估计器、滤波器和滤波器控制电路216接收信号217，并使用在信号217中通信的信息，包括例如确定的系数值。在某些实施例中，RF上变频器和干扰消除滤波器电路222包括多个激光器，例如激光器655(其产生激光信号688)，以及激光器n 655'(其产生激光信号688')。在某些这样的实施例中，在特定时间，激光信号688或688'中的一个用作到光波导(例如光波导618)的输入。部件块652包括具有输出612的光学机械模块611，该输出612耦合到延迟x1 613、Y11615至Y1N 616的串联排列中，其中N用于表示大于1的整数。延迟在图6A的实施例中是可控的，但应该理解，一个或多个延迟可以是固定量。第一延迟元件613由延迟控制(DC)信号DC_X1 683控制。第二延迟元件615由延迟控制(DC)信号DC_Y11 685控制。第N延迟元件616由延迟控制(DC)信号DC_Y1N 686控制。向光波导618提供一系列延迟元件的输出，用于从机械波到光载波的换能，该光载波在受到由乘法器A1 619执行的增益控制操作之前接收激光信号LL 688作为输入。由元件619执行的增益操作由增益控制信号GC 689控制。关于图6B，由控制器654提供用于控制待使用的每个延迟和增益的延迟元件控制信号(683、683'、683”、…、683”'、685、685'、685”、…、685”'、…、686、686'、686”…、686”')和增益控制信号(689、689'、689”'、…、689”')。通过增益控制总线672从控制器654通信的增益控制信号(GC1689、GC2 689'、GC3 689”、…、GCN 689”')分别用于控制增益控制元件(A1 619、A2 619'、A3619”、…、AN 619”')。
在图6B中所示的示例性RF上变频器和干扰消除滤波器电路222中，存在块652的N个实施方式，其中第一块652的元件被框包围以用于说明目的。从对应于第二行元件的块652'，对应于第三行注释的块652”和对应于第N行部件的块652”'中省略框，以用于空间和说明目的。
图6B示出图2B至2E的RF上变频器和干扰消除滤波器电路222的设备设计。图6B中呈现的设计架构的主要思想是实现一种新颖的RF信号处理电路，其可以使用元件611、613、615、616、618、619、620、660构建。设备222具有输入RF信号223，其连接到设备222中的元件186上。元件186可以是功率分配器/分流器/平衡-不平衡电路，其可以将信号分成两个或更多个臂，其包含具有可能变化幅度程度的输入信号的副本。元件186的输出可以到达其他元件(例如元件185和元件187)上，其在功能上与元件186相类似。元件185的第一输出到达元件184上，而元件185的第二输出，信号610'，是到光-机械调制器611'的输入。元件185的输出是输出信号610，其是光-机械调制器611的输入信号。元件187的第一输出到达元件188上，元件187的第二输出是信号610”，其是到光-机械调制器611”的输入。元件188的输出是输出信号610”'，其是光-机械调制器611的输入信号。
元件184的输出信号610到达设备652，该设备652通过光-机械调制器611将输入信号610转换到机械波612，然后最终通过元件618转换到光信号，元件618为允许将机械波换能成光载波的光波导，该光波导又将RF信号610传送到来自激光器655的光载波。包括RF输入信号610的机械信号612可以是，并在某些实施例中是，使用延迟元件(613、615、...、616)而延迟的。延迟可以，并在某些实施例中是，使用来自控制器654的延迟控制(DC)信号(683、685、...、686)而配置的。元件619可以调谐从光波导618出来的光信号的幅度。然后来自元件619的输出光信号在元件620中进行光电转换
元件185的输出信号610'到达设备652'，该设备652'通过光-机械调制器611'将输入信号610'转换到机械波612'，然后最终通过元件618'转换到光信号，元件618'为允许将机械波换能到光载波的光波导，该光波导又将RF信号610'传送到来自激光器655的光载波。包括RF输入信号610'的机械信号612'可以，并在某些实施例中是，使用延迟元件(613'、615'、...、616')而延迟的。延迟可以，并在某些实施例中是，使用来自控制器654的延迟控制(DC)信号(683'、685'、...、686')而配置的。元件619'可以调谐从光波导618'出来的光信号的幅度。然后来自元件619'的输出光信号在元件620'中进行光电转换。
元件187的输出信号610”到达设备652”，该设备652”通过光-机械调制器611”将输入信号610”转换到机械波612”，然后最终通过元件618”转换到光信号，元件618”为允许将机械波换能到光载波的光波导，该光载波又将RF信号610”传送到来自激光器655的光载波。包括RF输入信号610”的机械信号612”可以，并在某些实施例中是，使用延迟元件(613”、615”、...、616”)而延迟的。延迟可以，并在某些实施例中是，使用来自控制器654的延迟控制(DC)信号(683”、685”、...、686”)而配置的。元件619”可以调谐从光波导618”出来的光信号的幅度。然后来自元件619”的输出光信号在元件620”中进行光电转换。
元件188的输出信号610”'到达设备652”'，该设备652”'通过光-机械调制器611”'将输入信号610”'转换到机械波612”'，然后最终通过元件618”'转换到光信号，元件618”'为允许将机械波换能到光载波的光波导，该光波导又将RF信号610”'传送到来自激光器655的光载波。包括RF输入信号610”'的机械信号612”'可以，并在某些实施例中是，使用延迟元件(613”'、615”'、...、616”')而延迟的。延迟可以，并在某些实施例中是，使用来自控制器654的延迟控制(DC)信号(683”'、685”'、...、686”')而配置的。元件619”'可以调谐从光波导618”'出来的光信号的幅度。然后来自元件619”'的输出光信号在元件620”'中进行光电转换。
图6B的设备222包括堆叠的探测器和MEMS开关部件656。部件656包括光电转换设备(O/E 620、O/E 620'、O/E 620”、…、O/E 620”')，其分别耦合到可控制的MEMS开关(MEMS开关1 660、MEMS开关2 661、MEMS开关3 662、...、MEMS开关N 663)中。MEMS开关(MEMS开关1660、MEMS开关2 661、MEMS开关3 662、...、MEMS开关N 663)分别通过开关控制信号(SC1691、SC2 691'、SC3 691”、…、SCN 691”')控制，其中开关控制信号通过开关控制总线671从控制器654通信。
部件还包括组合器元件190，其接收来自一个或多个O/E(620、620'、620”、...、620”')的输出的RF输出信号，并产生RF输出信号224，其中一个或多个O/E的输出通过被控制在给定时间闭合的开关。
图6A、6B、7A、7B、7C和7D中的一个或多个中所示的设备设计利用以下事实：信号延迟和/或实现多少信号延迟的控制，可以利用声波比RF电磁波行进慢105倍的事实。现在将参考图7A-D描述其中一个臂(例如光调制器、延迟和增益块652)的原理工作，图7A-D示出执行光机械调制、信号延迟和/或增益控制的各种示例性设备，其在某些实施例中可以并且通常是受控制的。图7A到7D中所示的不同实施例可以使用由信号处理块(例如，块652)实现的一个或多个功能的不同方法。
图7A示出可以用作图6A的块652的设备700。设备700的高级功能是使用压电结构或光-机械结构702将输入RF信号610从模拟RF信号转换为声信号701，然后，压电结构或光-机械结构702使用声子-光子换能现象以将RF信号610从声信号701传送到在波导709上行进的光载波705或706。信号701的取向将影响信号到达波导709的位置以及信号到达波导的角度。通过改变声信号的方向，延迟和增益可以通过改变换能的位置和角度来控制。结构702用作能够基于来自控制的输入信号705调谐如图所示的换能角度的阵列。部件703和704是模式转换器，其允许不同模式的输入光信号705和706进行多路复用并基于不同模式对输出信号707和708进行解复用。这种基于模式转换器的多路复用能力允许使用声子-光子换能进行单边带电光转换。在各种实施例中，在给定时间，使用输入信号705、706中的一个，并使用输出信号707、708中的一个。
在某些实施例中，图7A的结构702是图6B的光-机械调制器611，图7A的波导709是图的波导618，输入光信号705是来自图6B的激光器655的光载波688，输入光信号706是来自图6B的激光器n 655'的光载波688'，并且控制信号795是来自控制换能角度的控制器654的控制信号，例如，移动或改变结构702或其取向，与利用控制信号(683、685、…、686)使用延迟元件(613、615、...、616)和利用控制信号GGC 689使用增益元件619相似的方式来改变延迟和/或增益。控制信号795在控制输入端711处接收并用于控制加热器715。在某些但不一定所有的实施例中，设备704包括可控增益元件A1 619。由O/E转换器620将输出光信号708转换成RF输出信号659。在某些实施例中，包括可选的组合器190，其可以并且有时确实将RF输出信号659与一个或多个RF输出信号(例如，RF输出信号659')组合，以产生RF输出信号224。在其他实施例中，不包括可选的组合器190，并且RF输出信号190与RF输出信号224相同。RF输出信号224是干扰消除信号。组合器将接收的信号233与干扰消除信号224组合以产生RF信号235。
图7A中示出的声子-光子换能现象在图7B中以设备700'中的区别呈现，其中示出波导709'具有变化的宽度。变化的波导宽度允许光色散中的变化，这反过来允许满足相位匹配条件的光波长的变化。在这种情况下，光波长在709'中设置发生光子-声子换能的活性段。利用换能点距离增加，延迟更高的一般现象，这基本上允许使用光载波波长控制延迟。波导709'描述波导从左到右减少宽度。然而，为了实际意义，波导宽度的各种增加和减少组合的若干实施例都是可能的。
图7C示出可以用作块652的设备700”的架构和多个结构(702、702'、702”)，其中设备700”允许以641、642、643和更多形式的多个RF信号输入，而多个结构(702、702'、702”)允许多个RF信号转换为具有不同延迟的光载波。控制在(702、702、702”)处的换能角度允许在输入RF信号641、642和643的换能中的延迟的粗略和精细可调谐性。输入信号641、642和643可以被认为是分成641、642、643的相同信号或不同信号。在一个示例性实施例中，信号(641、642、643)分别是信号(610、610'、610”。结构702将输入RF信号641从模拟RF信号转换为声信号701。结构702用作能够基于来自控制信号795的输入调谐换能角度的阵列。结构702将输入RF信号642从模拟RF信号转换为声信号701'。结构702'用作能够基于来自控制信号795'的输入调谐换能角度的阵列。结构702”将输入RF信号643从模拟RF信号转换为声信号701。结构702”用作能够基于来自控制信号795”的输入信号调谐换能角度的阵列。在某些实施例中，单一控制信号795用于控制结构(702、702'、702”)中每个的换能角度。本文限定的结构700”可用于使用变化的延迟和幅度能力对RF信号执行一般的模拟信号处理。
图7D示意图示出设备700”'，其是块652的可替换设计。其中声子-光子换能现象可以使用由721所示的加热元件控制。在某些实施例中，加热元件721包括多个可单独控制的加热器。图7D中所示的具有均匀宽度的波导709”'与受控加热器721一起允许改变声子-光子换能的目标区域。加热器721是电流/电压控制的并且是来自控制器(例如控制器654)的一个或多个加热器控制输入信号722。该实施例还可应用于具有如图7C中所示的多个RF输入信号的架构。
框652的描绘结构(图6B的652、图7A的700、图7B的700'、图7C的700”和图7D的700”')可以使用单/多端口声光调制器构造，该调制器可以使用例如氧化物/蓝宝石上的氮化铝或其他类似材料(例如氧化物/蓝宝石上的GaN)来实现，其提供将RF信号转换为声信号并进一步声子-光子换能的类似能力。这可以基于但不限于使用受激布里渊散射(SBS)现象构造，用于产生这样的架构。
图8是根据示例性实施例的执行射频(RF)干扰消除的示例性方法的流程图800。操作从步骤802开始，并继续到步骤804。在步骤804中，将RF信号(610)供给换能器(702)，其振荡以产生携带所述RF信号的声信号(710)。操作从步骤804继续到步骤806。在步骤806中，控制输入端(711)接收控制信号(705)。操作从步骤806继续到步骤808。
在步骤808中，控制信号(705)用于控制声信号(701)的声子-光子换能，该声信号(701)将RF信号(610)传送到通过波导(709)通信的光信号(705或706)上。在某些实施例中，步骤808包括步骤810和812中的一个或两个。在步骤810中，至少以下一种：i)介质(713)的特性，声信号通过该介质行进以到达波导(709)或ii)修改换能器的方向性。介质713可以并且有时是支持波导709和/或围绕波导709或其他图中所示的波导的材料。在某些实施例中，所述修改改变所述声子-光子换能的增益。在某些实施例中，所述修改改变所述声子-光子换能的位置，从而控制信号延迟的量。在某些实施例中，所述修改改变声波向波导传播的角度。在某些实施例中，步骤810包括步骤814，其中修改介质(713)的特性，声信号通过该介质行进到达波导，所述修改包括加热(例如通过加热器715)介质的一个或多个部分。在步骤812中，控制多个不同取向的换能器(702、702'、702”)中的哪一个具有最大声子-光子换能增益的声信号，其将RF信号传送到光信号上。操作从步骤808继续到步骤816。在步骤816中，例如由O/E设备620在离开波导(709)的光信号(707或708)上执行光电转换以产生电干扰消除信号。操作从步骤816继续到步骤818。在步骤818中，在接收到的包括干扰的RF信号上执行干扰消除操作中，使用电干扰消除信号。步骤818包括步骤820。在步骤820中，接收的RF信号与电干扰消除信号组合。
现在将讨论各种示例性编号的装置和方法实施例。
装置实施例1涉及一种装置，包括：数字发射元件(206)和接收器元件(214)之间的数字干扰消除元件(216)，用于产生滤波器延迟控制信号(217)和基带干扰消除信号(221)；射频接收器信号路径中的组合元件(209)；以及位于RF发射信号路径和RF接收器信号路径中的组合元件(209)之间的RF消除滤波器(222)，该组合元件在第一输入端接收由RF消除滤波器(222)从RF信号发射路径接收的信号产生的RF频率信号，该RF频率信号根据从数字干扰消除元件(216)接收的延迟控制信息延迟。
装置实施例2包括实施例1的装置，其中组合元件从提供给组合器(209)的接收信号输入的接收信号中减去由RF消除滤波器(222)产生的RF频率信号。
装置实施例3包括实施例1的装置，其中组合元件是加法器，其将由RF消除滤波器(222)产生的RF频率信号与提供给组合器(209)的接收信号输入的接收信号相加；并且其中消除信号是接收的干扰信号的估计的逆。
装置实施例4包括实施例1的装置，其中所述RF消除滤波器(222)包括：包括第一光学机械调制器(611)和第一可配置延迟元件(613)的第一干扰信号分量产生链(652)，以及第一光电(O/E)转换器(620)，用于产生第一干扰信号分量的电版本。
装置实施例5包括实施例4的装置，其中所述RF消除滤波器(222)还包括：包括第二光学机械调制器(611')和第二可配置延迟元件(613')的第二干扰信号分量产生链(652')，以及第二光电(O/E)转换器(620')，用于产生第一干扰信号分量的电版本。
装置实施例6包括实施例5的装置，还包括：干扰分量信号组合器(190)，用于组合所述第一和第二干扰信号分量的电版本以产生复合RF干扰信号(224)，所述复合RF干扰信号是由RF消除滤波器(222)产生的RF频率信号。
装置实施例5包括实施例6的装置，还包括：第一O/E转换器(620)和所述干扰信号分量组合器(190)的第一输入端之间的第一开关(660)；第二O/E转换器(620')与所述干扰信号分量组合器(190)的第二输入端之间的第二开关(661)；以及控制器(654)，用于从数字干扰消除元件(216)接收滤波器延迟控制信号(217)，并根据要作为要从接收的RF信号中减去的RF频率信号的产生的一部分而施加于接收的RF信号的延迟量，来控制所述第一和第二开关(660)、(661)。
装置实施例5包括实施例6的装置，其中第一光-机械模块(611)包括压电结构或光-机械结构(702)以执行RF到声信号转换操作。
装置实施例9包括实施例8的装置，其中第一干扰信号分量产生链还包括第一波导(709、709'、709”、709”或709”')，所述声信号在到达所述第一O/E转换器(620)之前影响穿过所述第一波导(709、709'、709”、709”'或709”')的第一光载波(705)或(706)。
装置实施例10包括实施例9的装置，其中所述第一波导(709')的宽度是变化的。
装置实施例11包括实施例6的装置，其中第一光-机械模块包括多个压电结构或光-机械结构(702、702'、702”)以执行RF到声学信号转换操作，哪一个或多个光-机械结构(702)用于影响通过第一波导(709')的光信号，影响所述第一干扰信号分量产生链(652)在产生第一干扰信号分量时引入的信号延迟。
装置实施例12包括实施例9的装置，其中第一干扰信号分量产生链(652)还包括：沿第一波导(709”')的不同部分定位的多个加热器(721)，所述控制器(654)将一个或多个所述加热器(721)控制为处于接通状态，将哪个所述加热器(721)控制为处于所述接通状态，影响由使用所述第一波导(709')引入的信号延迟。
方法实施例13涉及一种执行射频(RF)干扰消除的方法，包括：将RF信号提供给换能器(702)，所述换能器振荡以产生携带所述RF信号的声信号；在控制输入端(711)接收控制信号(705)；使用控制信号(705)以控制声信号的声子-光子换能，该声信号将RF信号传送到通过波导(709)通信的光信号(705或706)中；并且对离开波导(709)的光信号(707或708)执行光电转换以产生电干扰消除信号(708)；并在对包括干扰的接收的RF信号执行的干扰消除操作中使用所述电干扰消除信号。
方法实施例14涉及方法实施例13，其中在干扰消除操作中使用所述电干扰信号包括：将接收的RF信号(233)与电干扰消除信号(224或659)组合。
方法实施例15涉及方法实施例14，其中使用控制信号(705)以控制声信号的声子-光子换能，所述声信号将RF信号传送到通过波导(709、709'或709”)通信的光信号(705或706)上，包括：修改以下的至少一个：i)介质(713)的特性，声信号通过所述介质行进以到达波导(709、709'或709”)；ii)波导(709、709'或709”)的特性，或iii)换能器(702)的方向性。
方法实施例16涉及方法实施例14，其中使用控制信号(705)以控制声信号的声子-光子换能，所述声信号将RF信号传送到通过波导(709)通信的光信号(705或706)，包括：修改介质(713)的特性，声信号通过所述介质行进以到达波导(709)，或修改波导(709、709'或709”)的特性，所述修改包括加热(例如，使用一个或多个加热元件715)介质(713)或波导(709、709'或709”)的一个或多个部分。这可以引起换能器702的取向改变和/或声学信号701从换能器702朝向波导管行进的角度改变，并因此换能位置和/或强度改变。
方法实施例17涉及方法实施例15，其中所述修改改变所述声子-光子换能的增益。
方法实施例18涉及方法实施例16，其中所述修改改变所述声子-光子换能的位置，从而控制信号延迟的量。
方法实施例19涉及方法实施例14，其中使用控制信号(705)以控制将RF信号传送到光信号(705或706)的声信号的声子-光子换能，包括：控制多个不同取向的换能器(702、702'、702”)中的哪一个具有声信号的最大声子-光子换能增益，该声信号将RF信号传送到光信号上。
装置实施例20涉及射频(RF)干扰消除装置，包括：换能器(702)组合器，其振荡以产生携带作为输入供应到所述换能器(702)的射频信号的声信号；控制输入端(711)，其接收用于控制信号(705)控制声信号的声子-光子换能的控制信号(705)，所述声信号将RF信号传送到通过波导(709)通信的光信号(705或706)上；电光变换器(620)，其将离开波导(709)的光信号(707或708)转换成电干扰消除信号；以及组合器(190)，用于将所述电子干扰消除信号与包括干扰的接收的RF信号组合起来。
装置实施例21包括实施例20的装置，还包括：沿所述波导或换能器(702)的一部分定位的至少一个加热元件(715或721)，所述波导或换能器(702)由所述控制信号(705)控制。
装置实施例22包括实施例21的装置，其中第一换能器(702)是多个不同取向的换能器(702、702'、202”)中的一个。
在各种实施例中，产生干扰消除信号，然后与接收的信号组合以减少干扰，例如，在接收的信号的进一步处理之前。在各种实施例中，干扰消除信号是接收的干扰的估计并具有与干扰信号相同的波形。在这些情况下，组合操作涉及组合器的减法操作，其中组合器将干扰消除信号从接收的信号中减去。在其他实施例中，产生的干扰消除信号具有接收的干扰信号的逆的形式。在这些情况下，组合以消除干扰涉及将干扰消除信号加到接收的信号中，并由于其逆形式，该组合将干扰的估计从接收的信号中有效地减去。因此，应该理解，基于产生的干扰信号的形式，组合既可以是加法或减法，仍然实现期望的干扰消除。
各种实施例的技术可以使用软件、硬件和/或软件和硬件的组合来实现。各种实施例涉及装置，例如通信设备，例如，诸如移动无线终端、基站和/或通信系统的节点。各种实施例还涉及方法，例如，控制和/或操作通信设备的方法，例如，无线终端、基站和/或通信系统。各种实施例还涉及非暂时性机器，例如计算机、可读介质，例如ROM、RAM、CD、硬盘等，其中包括用于控制机器以实现方法的一个或多个步骤的机器可读指令。
应理解，所公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的示例。基于设计偏好，应当理解，可以重新布置过程中的步骤的特定顺序或层次，同时保持在本公开的范围内。所附方法权利要求以样本顺序呈现各个步骤的元素，并不意味着限于所呈现的特定顺序或层次。
在各种实施例中，使用一个或多个模块来实现本文描述的设备以执行与一个或多个方法相对应的步骤，例如，信号生成、处理、接收和/或发送步骤。因此，在某些实施例中，各种特征使用模块实现。这些模块可以使用软件、硬件和/或软件和硬件的组合来实现。在某些实施例中，模块完全在硬件(例如，作为单独的电路)中实现。许多上述方法或方法步骤可以使用机器可执行指令(例如软件)来实现，所述机器可执行指令包括在诸如存储器设备(例如RAM、软盘等)的机器可读介质中，以控制机器，例如，具有或不具有附加硬件的通用目的计算机，以实现上述方法的全部或部分，例如，在一个或多个节点中。因此，除其他方面，各种实施例涉及机器可读介质(例如，非暂时性计算机可读介质)，该介质包括用于使机器(例如，处理器和相关硬件)执行一个或多个上述方法的步骤的一个或多个的机器可执行指令。某些实施例涉及设备(例如通信节点)，其包括配置为实现本发明的一个或多个方法的一个、多个或所有步骤的处理器。
在某些实施例中，一个或多个设备(例如，诸如无线终端(UE)的通信设备和/或接入节点)的一个或多个处理器(例如，CPU)配置为执行描述为由通信节点执行的方法的步骤。处理器的配置可以通过使用一个或多个模块(例如，软件模块)实现，以控制处理器配置和/或通过在处理器中包括硬件(例如，硬件模块)以执行所述步骤并/或控制处理器配置。因此，某些但不是所有实施例涉及具有处理器的通信设备(例如用户装备)，该处理器包括与由包括处理器的设备执行的各种所述方法的每个步骤相对应的模块。在某些但不一定所有的实施例中，通信设备包括与由包括处理器的设备执行的各种所述方法的每个步骤相对应的模块。模块可以纯粹以硬件(例如，作为电路)实现，或者可以使用软件和/或硬件或软件和硬件的组合来实现。
某些实施例涉及一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，该计算机可读介质包括用于使计算机或多个计算机实现各种功能、步骤、动作和/或操作(例如，上述一个或多个步骤)的代码。根据实施例，计算机程序产品可以，并且有时确实，包括用于待执行的每个步骤的不同代码。因此，计算机程序产品可以，并有时确实，包括用于方法(例如操作通信设备(例如无线终端或节点)的方法)的每个单独的步骤的代码。代码可以是存储在计算机可读介质(例如RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)或其他类型的存储设备)上的机器例如计算机可执行指令的形式。除了涉及计算机程序产品之外，某些实施例涉及配置成实现上述一种或多种方法的各种功能、步骤、动作和/或操作中的一个或多个的处理器。因此，某些实施例涉及配置为实现本文所述方法的步骤的一些或所有的处理器(例如，CPU)。处理器可以在例如通信设备或本申请所述的其他设备中使用。
各种实施例的方法和装置适用于包括许多蜂窝和/或非蜂窝系统的各种通信系统。
鉴于以上描述，对于本领域技术人员来说，上述各种实施例的方法和装置的许多其他变体是显而易见的。这些变体认为在范围内。该方法和装置可以是，并且在各种实施例中是，与CDMA、正交频分复用(OFDM)和/或可用于在接入节点和移动节点之间提供无线通信链路的各种其他类型的通信技术一起使用。在某些实施例中，接入节点作为基站实现，其使用OFDM和/或CDMA与移动节点建立通信链路。在各种实施例中，移动节点作为包括接收器/发送器电路和逻辑与/或例程的笔记本计算机、个人数据助理(PDA)或其他便携式设备实现，用于实现这些方法。

Claims (22)

1.一种装置，包括：
数字发射元件与接收器元件之间的数字干扰消除元件，用于产生滤波器延迟控制信号和基带干扰消除信号；
在RF接收器信号路径中的组合元件；以及
定位在RF发射信号路径和RF接收器信号路径中的组合元件之间的RF消除滤波器，组合元件在第一输入端接收由RF消除滤波器从RF信号发射路径接收的信号产生的RF频率信号，RF频率信号根据从数字干扰消除元件接收的延迟控制信息而延迟。
2.根据权利要求1所述的装置，其中组合元件从提供给组合器的接收信号输入端的接收信号中减去由RF消除滤波器产生的RF频率信号。
3.根据权利要求1所述的装置，
其中组合元件是加法器，其将提供给组合器的接收信号输入端的接收信号与由RF消除滤波器产生的RF频率信号相加；并且
其中消除信号是接收的干扰信号的估计的逆。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述RF消除滤波器包括：
包括第一光学机械调制器和第一可配置延迟元件的第一干扰信号分量产生链，以及第一光电(O/E)转换器，用于产生第一干扰信号分量的电版本。
5.根据权利要求4所述的装置，其中所述RF消除滤波器进一步包括：
包括第二光学机械调制器和第二可配置延迟元件的第二干扰信号分量产生链，以及第二光电(O/E)转换器，用于产生第二干扰信号分量的电版本。
6.根据权利要求5所述的装置，进一步包括：
干扰分量信号组合器，用于组合所述第一和第二干扰信号分量的电版本以产生复合RF干扰信号，所述复合RF干扰信号是由RF消除滤波器产生的RF频率信号。
7.根据权利要求6所述的装置，进一步包括：
所述第一O/E转换器和所述干扰信号分量组合器的第一输入端之间的第一开关，
所述第二O/E转换器和所述干扰信号分量组合器的第二输入端之间的第二开关；以及
控制器，用于从数字干扰消除元件接收滤波器延迟控制信号，并基于要作为要从接收的RF信号中减去的RF频率信号的产生的一部分而施加到接收的RF信号的延迟量，来控制所述第一和第二开关。
8.根据权利要求6所述的装置，其中第一光-机械模块包括压电结构或光-机械结构以执行RF到声信号转换操作。
9.根据权利要求8所述的装置，其中第一干扰信号分量产生链还包括第一波导，所述声信号在到达所述第一O/E转换器之前影响穿过所述第一波导的第一光载波。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述第一波导的宽度是变化的。
11.根据权利要求6所述的装置，其中第一光-机械模块包括多个压电结构或光-机械结构以执行RF到声学信号转换操作，哪一个或多个光-机械结构用于影响通过第一波导的光信号，影响所述第一干扰信号分量产生链在产生第一干扰信号分量时引入的信号延迟。
12.根据权利要求9所述的装置，其中所述第一干扰信号分量产生链进一步包括：
沿第一波导的不同部分定位的多个加热器，所述控制器将一个或多个所述加热器控制为处于接通状态，将所述加热器的哪个控制为处于所述接通状态，影响由使用所述第一波导引入的信号延迟。
13.一种执行射频(RF)干扰消除的方法，包括：
将RF信号供给换能器，其振荡以产生携带所述RF信号的声信号；
在控制输入端处接收控制信号；
使用所述控制信号以控制声信号的声子-光子换能，所述声信号将RF信号传送到通过波导通信的光信号上；以及
在离开波导的光信号上执行光电转换，以产生电干扰消除信号；以及
在对包括干扰的接收的RF信号进行干扰消除操作中使用所述电干扰消除信号。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在干扰消除操作中使用所述电干扰信号，包括：
将接收的RF信号与电干扰消除信号组合。
15.根据权利要求14所述的方法，其中使用控制信号以控制声信号的声子-光子换能，所述声信号将RF信号传送到通过波导通信的光信号上，包括：
修改以下的至少一个：i)介质的特性，声信号通过所述介质行进以到达波导；ii)波导的特性，或iii)换能器的方向性。
16.根据权利要求14所述的方法，其中使用控制信号以控制声信号的声子-光子换能，所述声信号将RF信号传送到通过波导通信的光信号上，包括：
修改介质的特性，声信号通过所述介质行进以到达波导，或修改波导的特性，所述修改包括加热介质或波导的一个或多个部分。
17.根据权利要求15所述的方法，其中所述修改改变所述声子-光子换能的增益。
18.根据权利要求16所述的方法，其中所述修改改变所述声子-光子换能的位置，从而控制信号延迟的量。
19.根据权利要求14所述的方法，其中使用控制信号以控制声信号的声子-光子换能，所述声信号将RF信号传送到光信号上，包括：
控制多个不同取向的换能器中的哪一个具有声信号的最大声子-光子换能增益，所述声信号将RF信号传送到光信号上。
20.一种射频(RF)干扰消除装置：
换能器，其振荡以产生声信号，所述声信号携带作为输入供给到所述换能器的RF信号；
控制输入端，其接收用于控制声信号的声子-光子换能的控制信号，所述声信号将RF信号传送到通过波导通信的光信号上；
光电转换器，其将离开波导的光信号转换成电干扰消除信号；以及
组合器，用于将所述电干扰消除信号与包括干扰的接收的RF信号组合。
21.根据权利要求20所述的射频干扰消除装置，进一步包括：
至少一个加热元件，其沿由所述控制信号控制的所述波导或换能器的一部分定位。
22.根据权利要求21所述的射频干扰消除装置，其中第一换能器是多个不同取向的换能器中的一个。
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