CN111865361A - 一种全双工自干扰消除方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开一种全双工自干扰消除方法和装置，该全双工自干扰消除方法可用于全双工场景下的射频自干扰消除领域中，该全双工自干扰消除方法由具有两级自干扰重构模块的全双工自干扰消除装置实现，全双工自干扰消除装置由终端来实现。发送信号分别被馈入两种不同的自干扰重构模块，发送信号经过时间反转滤波后得到的自干扰信道脉冲响应被压缩成类似于单个或少数几个传播路径的信道脉响应，而第二自干扰重构模块使用未经过时间反转滤波的发送信号作为参考信号进行自干扰重构，因此第二自干扰重构模块只需要重构单径或少数几个径的自干扰信号，从而将会大大降低第二自干扰重构模块的硬件实现复杂度和成本，且提升了全双工自干扰消除能力。

Description

一种全双工自干扰消除方法和装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种全双工自干扰消除方法和装置。
背景技术
无线通信系统可以包括多种：移动蜂窝通信系统、无线局域网(wireless localarea network，WLAN)、固定无线接入(fixed wireless access，FWA)系统。无线通信系统可以包括各种类型的通信节点，例如该通信节点可以是如下至少一种：基站(base station,BS)、接入点(access point,AP)、中继站(relay station,RS)或者用户设备(userequipment,UE)，一个通信节点通常具有发射自身信号和接收其他通信节点发射的信号的能力。
无线信号在无线信道中传输时存在衰减非常大的问题，与自身的发送信号相比，来自通信对端的信号到达接收端时信号己非常微弱。例如，无线通信系统中的通信节点的收发信号功率差最大可以达到80dB至140dB，甚至收发信号功率差超过140dB。为了避免同一收发信机的发送信号对接收到的射频信号的自干扰(self interference，SI)，无线信号的发送和接收通常采用不同的频段或时间段加以区分。例如，在采用频分双工(frequencydivision duplex，FDD)模式的无线通信系统中，使用保护频带对发送信号和接收到的射频信号分别进行通信。在采用时分双工(time division duplex，TDD)模式的无线通信系统中，使用保护时间间隔对发送信号和接收到的射频信号分别进行通信。其中，保护频带和保护时间间隔都是为了保证接收到的射频信号和发送信号之间的充分隔离，避免发送信号对接收到的射频信号造成干扰。
在采用无线全双工模式的无线通信系统中使用同一收发信机，在相同的无线信道上同时进行信号接收和信号发送。采用无线全双工模式的无线通信系统要求尽可能地避免、降低与消除同一收发信机的发送信号对接收到的射频信号的自干扰，以减少对有用信号进行接收时产生的影响。
为了能够消除发送信号对接收到的射频信号造成的干扰，需要在采用无线全双工模式的无线通信系统中设置射频自干扰消除模块，为了保证射频自干扰消除模块的干扰消除能力，需要增加射频自干扰消除模块的抽头个数，即需要在射频自干扰消除模块中加入更多的抽头来覆盖更多的反射传播路径，从而可以消除更多的自干扰信号。若射频自干扰消除模块中抽头数越少，则消除自干扰信号的能力不够；若射频自干扰消除模块中抽头数越多，需要增加射频自干扰消除模块的面积以及模块实现复杂度，不利于射频自干扰消除模块的小型化和芯片化设计。
发明内容
本申请实施例提供了一种全双工自干扰消除方法和装置，用于提升全双工自干扰消除能力，且降低自干扰消除硬件实现的复杂度和成本。
为解决上述技术问题，本申请实施例提供以下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供一种全双工自干扰消除方法，可用于全双工场景下的射频自干扰消除领域中，该全双工自干扰消除方法由具有两级自干扰重构模块的全双工自干扰消除装置实现，全双工自干扰消除装置由终端来实现，例如可以是终端内的收发信机。在该方法中，发送信号经过时间反转滤波后馈入第一自干扰重构模块得到第一级自干扰重构信号，该发送信号直接馈入第二自干扰重构模块得到第二级自干扰重构信号，两级自干扰重构信号的生成是各自独立完成，最后根据第一级自干扰重构信号和第二级自干扰重构信号，对接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除。由于本申请实施例中发送信号分别被馈入两种不同的自干扰重构模块，但是发送信号的馈入方式不相同，该发送信号经过时间反转滤波后馈入第一自干扰重构模块，该发送信号还可以不经过时间反转滤波，因此该发送信号直接馈入第二自干扰重构模块。由于发送信号经过时间反转滤波后得到的自干扰信道脉冲响应被压缩成类似于单个或少数几个传播路径的信道脉响应，而第二自干扰重构模块使用未经过时间反转滤波的发送信号作为参考信号进行自干扰重构，因此第二自干扰重构模块只需要重构单径或少数几个径的自干扰信号，从而将会大大降低第二自干扰重构模块的硬件实现复杂度和成本，且提升了全双工自干扰消除能力。
在第一方面的一种可能实现方式中，所述第二自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个可调节移相器，所述可调节衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述可调节移相器，所述发送信号直接馈入所述固定延迟器，依次经过所述可调节衰减器和所述可调节移相器后，得到所述第二级自干扰重构信号。本申请实施例中第二自干扰重构模块只需一个重构支路，该支路包括一个固定延迟单元、一个可调节的衰减器和一个可调节移相器，其中可调节移相器指的是相位值可以调节，本申请实施例中只需要设置一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个可调节移相器就可以得到第二自干扰重构模块，该第二自干扰重构模块具有单个抽头，基于一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个可调节移相器构成的单个抽头可以进行自干扰重构，因此极大简化了第二自干扰重构模块的抽头数，减少了第二自干扰重构模块的面积，有利于器件的小型化设计。
在第一方面的一种可能实现方式中，所述第二自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个固定移相器，所述可调节衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器，所述发送信号直接馈入所述固定延迟器，依次经过所述可调节衰减器和所述固定移相器后，得到所述第二级自干扰重构信号。本申请实施例中只需要设置一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个固定移相器就可以得到第二自干扰重构模块，该第二自干扰重构模块具有单个抽头，基于一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个固定移相器构成的单个抽头可以进行自干扰重构，因此极大简化了第二自干扰重构模块的抽头数，减少了第二自干扰重构模块的面积，有利于器件的小型化设计。
在第一方面的一种可能实现方式中，通过如下方式对所述发送信号进行时间反转滤波：
Figure BDA0002040330710000031
其中，所述y(t)表示时间反转滤波后的发送信号，所述x(t)表示所述发送信号，所述h*(-t)表示对所述x(t)的时间反转滤波，所述h*(-t)表示h(-t)的共轭，所述h(-t)表示h(t)的时间反转，所述h(t)表示从接收天线接收到的射频信号中消除所述第一级自干扰重构信号之后残余的自干扰信道的脉冲响应，所述K是归一化系数。
在第一方面的一种可能实现方式中，当发射天线和所述接收天线不独立时，所述第一自干扰重构模块包括：用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，以及将这两个重构支路的重构信号进行合路的合路器；所述经过时间反转滤波后的发送信号通过功分器分成两路信号，所述两路信号分别经过所述用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路和所述用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，分别得到两路重构信号，所述两路重构信号经过所述合路器进行合路。其中，发射天线和接收天线不独立指的是收发共天线，即发射天线和接收天线使用相同的天线端口，在第一自干扰重构模块中可以设置两个重构支路，即一个用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，另一个用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路,本申请实施例中第一自干扰重构模块主要用于重构经过自干扰主径传播(功率最强)的自干扰信号，经过自干扰主径传播(功率最强)的自干扰信号可以包括：经天线端口反射的发送信号，和环形器内部泄漏(由发送端泄漏到接收端)的发送信号，因此可以配置两个重构支路分别进行上述两路信号的重构。第一自干扰重构模块可以将从发射机耦合的发射模拟信号进行固定的延迟、调幅和调相。
在第一方面的一种可能实现方式中，所述用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，所述固定衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器，经过时间反转滤波后的发送信号馈入所述固定延迟器，依次经过所述固定衰减器和所述固定移相器后，得到一个重构支路的重构信号。本申请实施例中只需要设置一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器就可以得到用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，该用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路具有单个抽头，基于一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器构成的单个抽头可以进行自干扰重构，因此极大简化了第一自干扰重构模块的抽头数，减少了第一自干扰重构模块的面积，有利于器件的小型化设计。
在第一方面的一种可能实现方式中，所述用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，所述固定衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器，经过时间反转滤波后的发送信号馈入所述固定延迟器，依次经过所述固定衰减器和所述固定移相器后，得到另一个重构支路的重构信号。本申请实施例中只需要设置一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器就可以得到用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，该用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路具有单个抽头，基于一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器构成的单个抽头可以进行自干扰重构，因此极大简化了第一自干扰重构模块的抽头数，减少了第一自干扰重构模块的面积，有利于器件的小型化设计。
在第一方面的一种可能实现方式中，当发射天线和所述接收天线独立时，所述第一自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，所述固定衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器，经过时间反转滤波后的发送信号馈入所述固定延迟器，依次经过所述固定衰减器和所述固定移相器后，得到所述第一级自干扰重构信号。其中，发射天线和接收天线独立指的是收发独立天线，即发射天线和接收天线使用各自独立的天线端口，在收发使用独立天线的无线通信系统中，该自干扰信号为通过发射天线到接收天线间的直视径传播的发送信号。直视径传播是指没有经过障碍物反射的传播，该自干扰信号的延迟和功率为固定不变值。本申请实施例中只需要设置一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器就可以得到第一自干扰重构模块，该第一自干扰重构模块具有单个抽头，基于一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器构成的单个抽头可以进行自干扰重构，因此极大简化了第一自干扰重构模块的抽头数，减少了第一自干扰重构模块的面积，有利于器件的小型化设计。
第二方面，本申请实施例还提供一种全双工自干扰消除装置，包括：时间反转滤波器，用于对发送信号进行时间反转滤波；第一自干扰重构模块，用于对经过时间反转滤波后的发送信号进行自干扰重构，得到第一级自干扰重构信号；第二自干扰重构模块，用于直接对所述发送信号进行自干扰重构，得到第二级自干扰重构信号；合路器，用于根据所述第一级自干扰重构信号和所述第二级自干扰重构信号，对接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除。本申请实施例中发送信号分别被馈入两种不同的自干扰重构模块，但是发送信号的馈入方式不相同，该发送信号经过时间反转滤波后馈入第一自干扰重构模块，该发送信号还可以不经过时间反转滤波，因此该发送信号直接馈入第二自干扰重构模块。由于发送信号经过时间反转滤波后得到的自干扰信道脉冲响应被压缩成类似于单个或少数几个传播路径的信道脉响应，而第二自干扰重构模块使用未经过时间反转滤波的发送信号作为参考信号进行自干扰重构，因此第二自干扰重构模块只需要重构单径或少数几个径的自干扰信号，从而将会大大降低第二自干扰重构模块的硬件实现复杂度和成本，且提升了全双工自干扰消除能力。
在第二方面的一种可能实现方式中，所述第二自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个可调节移相器，所述可调节衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述可调节移相器。
在第二方面的一种可能实现方式中，所述第二自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个固定移相器，所述可调节衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器。
在第二方面的一种可能实现方式中，所述时间反转滤波器，用于通过如下方式对所述发送信号进行时间反转滤波：
Figure BDA0002040330710000041
其中，所述y(t)表示时间反转滤波后的发送信号，所述x(t)表示所述发送信号，所述h*(-t)表示对所述x(t)的时间反转滤波，所述h*(-t)表示h(-t)的共轭，所述h(-t)表示h(t)的时间反转，所述h(t)表示根从接收天线接收到的射频信号中消除所述第一级自干扰重构信号之后残余的自干扰信道的脉冲响应，所述K是归一化系数。
在第二方面的一种可能实现方式中，当发射天线和所述接收天线不独立时，所述第一自干扰重构模块包括：用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，以及将这两个重构支路的重构信号进行合路的合路器。
在第二方面的一种可能实现方式中，所述用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，所述固定衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器。
在第二方面的一种可能实现方式中，所述用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，所述固定衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器。
在第二方面的一种可能实现方式中，当发射天线和所述接收天线独立时，所述第一自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，所述固定衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器，经过时间反转滤波后的发送信号馈入所述固定延迟器。
在本申请的第二方面中，全双工自干扰消除装置的组成模块还可以执行前述第一方面以及各种可能的实现方式中所描述的步骤，详见前述对第一方面以及各种可能的实现方式中的说明。
第三方面，本申请实施例还提供一种全双工自干扰信道的测量方法，在半双工时隙，对发送信号进行第一级自干扰消除，得到第一残余自干扰信号；根据所述第一残余自干扰信号进行残余自干扰信道估计，得到第一残余自干扰信道的脉冲响应；根据所述第一残余自干扰信道的脉冲响应对所述发送信号进行时间反转滤波；对时间反转滤波后的发送信号进行第一级自干扰消除，得到第二残余自干扰信号；对所述第二残余自干扰信号进行第二级自干扰消除，得到第三残余自干扰信号；根据所述第三残余自干扰信号进行残余自干扰信道估计，得到第二残余自干扰信道的脉冲响应，所述第二残余自干扰信道的脉冲响应用于全双工时隙的数字干扰消除。在本申请实施例中，在半双工时隙，可以先进行第一级射频自干扰消除，以进行最强自干扰分量的抵消，再根据残余的自干扰信号在数字基带进行第一次残余自干扰信道估计，最后利用估算出的第一次残余自干扰信道的脉冲响应对发送的原始基带信号进行时间反转滤波。对于时间反转滤波后的发送信号，使用两级的射频自干扰消除，最后根据残余的自干扰信号在数字基带进行第二次残余自干扰信道估计，该第二次残余自干扰信道估计用于后面全双工时隙的数字基带干扰消除模块。在全双工时隙发送下行信号同时也接收上行信号，接收机利用半双工时隙估计的自干扰信道重构自干扰分量并进行消除，从而接收到上行信号。
第四方面，本申请实施例还提供一种全双工自干扰消除系统，所述全双工自干扰消除系统包括：第一自干扰消除装置和第二自干扰消除装置，其中，所述第一自干扰消除装置包括：第一时间反转滤波器、第二时间反转滤波器、第一自干扰重构模块、第二自干扰重构模块和第一合路器；所述第二自干扰消除装置包括：第三时间反转滤波器、第四时间反转器、第三自干扰重构模块、第四自干扰重构模块和第二合路器。
对于该全双工干扰消除系统，接下来对该系统中内的各个组成部分的功能进行详细说明。
所述第二时间反转滤波器，用于对第一发送信号进行时间反转滤波；
所述第一时间反转滤波器，用于对所述第二时间反转滤波器输出的第一发送信号进行时间反转滤波；
所述第四时间反转滤波器，用于对第二发送信号进行时间反转滤波；
所述第三时间反转滤波器，用于对所述第四时间反转滤波器输出的第二发送信号进行时间反转滤波；
所述第一自干扰重构模块，用于对经过所述第一时间反转滤波器和所述第二时间反转滤波器的时间反转滤波后的第一发送信号、经过所述第三时间反转滤波器和所述第四时间反转滤波器的时间反转滤波后的第二发送信号进行自干扰重构，得到第一级自干扰重构信号；
所述第二自干扰重构模块，用于对经过所述第二时间反转滤波器的时间反转滤波后的第一发送信号、经过所述第四时间反转滤波器的时间反转滤波后的第二发送信号进行自干扰重构，得到第二级自干扰重构信号；
所述第一合路器，用于根据所述第一级自干扰重构信号和所述第二级自干扰重构信号，对第一接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除；
所述第三自干扰重构模块，用于对经过所述第一时间反转滤波器和所述第二时间反转滤波器的时间反转滤波后的第一发送信号、经过所述第三时间反转滤波器和所述第四时间反转滤波器的时间反转滤波后的第二发送信号进行自干扰重构，得到第三级自干扰重构信号；
所述第四自干扰重构模块，用于对经过所述第一时间反转滤波器的时间反转滤波后的第一发送信号、经过所述第四时间反转滤波器的时间反转滤波后的第二发送信号进行自干扰重构，得到第四级自干扰重构信号；
所述第二合路器，用于根据所述第三级自干扰重构信号和所述第四级自干扰重构信号，对第二接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除。
其中，第一自干扰消除装置内的第一时间反转滤波器除了和第一自干扰重构模块、第二时间反转滤波器相连接之外，第一时间反转滤波器还需要和第二自干扰消除装置内的第三自干扰重构模块、第四自干扰重构模块相连接。
第五方面，本申请实施例还提供一种全双工自干扰消除方法，所述方法用于全双工自干扰消除系统，所述全双工自干扰消除系统包括：第一自干扰消除装置和第二自干扰消除装置，其中，
所述第一自干扰消除装置包括：第一时间反转滤波器、第二时间反转滤波器、第一自干扰重构模块、第二自干扰重构模块、和第一合路器；
所述第二自干扰消除装置包括：第三时间反转滤波器、第四时间反转器、第三自干扰重构模块、第四自干扰重构模块和第二合路器；
基于该全双工自干扰消除系统，本申请实施例提供的全双工自干扰消除方法包括：
第一发送信号经过所述第一时间反转滤波器和所述第二时间反转滤波器的时间反转滤波后馈入所述第一自干扰重构模块，第二发送信号经过所述第三时间反转滤波器和所述第四时间反转滤波器的时间反转滤波后馈入所述第一自干扰重构模块，得到第一级自干扰重构信号；
所述第一发送信号经过所述第二时间反转滤波器的时间反转滤波后直接馈入所述第二自干扰重构模块，所述第二发送信号经过所述第三时间反转滤波器的时间反转滤波后直接馈入所述第二自干扰重构模块，得到第二级自干扰重构信号；
所述第一级自干扰重构信号和所述第二级自干扰重构信号输入所述第一合路器，对第一接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除；
第一发送信号经过所述第一时间反转滤波器和所述第二时间反转滤波器的时间反转滤波后馈入所述第三自干扰重构模块，第二发送信号经过所述第三时间反转滤波器和所述第四时间反转滤波器的时间反转滤波后馈入所述第三自干扰重构模块，得到第三级自干扰重构信号；
所述第一发送信号经过所述第一时间反转滤波器的时间反转滤波后直接馈入所述第四自干扰重构模块，所述第二发送信号经过所述第四时间反转滤波器的时间反转滤波后直接馈入所述第四自干扰重构模块，得到第四级自干扰重构信号；
所述第三级自干扰重构信号和所述第四级自干扰重构信号输入所述第二合路器，对第二接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除。
其中，经过第二时间反转滤波器处理后的第一发送信号指的是只经过第二时间反转滤波器处理，而不经过第一时间反转滤波器的处理。经过第一时间反转滤波器、第二时间反转滤波器处理后的第一发送信号指的是先经过第二时间反转滤波器处理，再经过第一时间反转滤波器处理。同理，经过第四时间反转滤波器处理后的第二发送信号指的是只经过第四时间反转滤波器处理，而不经过第三时间反转滤波器的处理。经过第三时间反转滤波器、第四时间反转滤波器处理后的第二发送信号指的是先经过第四时间反转滤波器处理，再经过第三时间反转滤波器处理。在MIMO场景的天线数越多时，每个自干扰消除装置中需要增加针对每个天线的抽头，以消除另一端的发送信号，本申请实施例中还实现MIMO场景下的自干扰消除。
第六方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第三方面或第五方面所述的方法。
第七方面，本申请实施例提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第三方面或第五方面所述的方法。
第八方面，本申请提供了一种芯片系统，该芯片系统包括处理器，用于支持全双工自干扰消除装置实现上述方面中所涉及的功能，例如，发送或处理上述方法中所涉及的数据和/或信息。在一种可能的设计中，所述芯片系统还包括存储器，所述存储器，用于保存全双工自干扰消除装置必要的程序指令和数据。该芯片系统，可以由芯片构成，也可以包括芯片和其他分立器件。
附图说明
图1为本申请实施例提供的无线全双工系统的干扰抵消原理框图；
图2为本申请实施例提供的无线全双工系统中接收到的自干扰信号构成示意图；
图3为本申请实施例提供的一种全双工自干扰消除装置的组成结构示意图；
图4为本申请实施例提供的对发送信号的时间反转滤波的原理示意图；
图5a为本申请实施例中随机产生的信道脉冲响应的信号曲线示意图；
图5b为本申请实施例中经过时间反转滤波后的信号曲线示意图；
图6为本申请实施例提供的全双工自干扰消除方法的流程方框示意图；
图7为本申请实施例提供的自干扰消除方法的基本流程图；
图8a为本申请实施例提供的第二自干扰重构模块的一种组成结构示意图；
图8b为本申请实施例提供的第二自干扰重构模块的另一种组成结构示意图；
图9a为本申请实施例提供的第一自干扰重构模块的一种组成结构示意图；
图9b为本申请实施例提供的用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路的一种组成结构示意图；
图9c为本申请实施例提供的用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路的一种组成结构示意图；
图9d为本申请实施例提供的第一自干扰重构模块的一种组成结构示意图；
图10a为本申请实施例提供的基于收发共天线的自干扰消除方法的原理示意图；
图10b为本申请实施例提供的基于收发独立天线的自干扰消除方法的原理示意图；
图11为本申请实施例提供的一种全双工自干扰信道的测量方法的流程方框示意图；
图12为本申请实施例提供的自干扰信道测量的流程示意图；
图13为本申请实施例提供的一种全双工自干扰消除系统的组成结构示意图；
图14为本申请实施例提供的一种全双工自干扰消除方法的流程方框示意图；
图15为本申请实施例提供的MIMO场景下的自干扰消除方案的原理示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种全双工自干扰消除方法和装置，用于提升全双工自干扰消除能力，且降低自干扰消除硬件实现的复杂度和成本。
下面结合附图，对本申请的实施例进行描述。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，这仅仅是描述本申请的实施例中对相同属性的对象在描述时所采用的区分方式。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，以便包含一系列单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它单元。
本申请实施例的技术方案可以应用于无线全双工系统。如图1所示，为本申请实施例提供的无线全双工系统的干扰抵消原理框图。在无线全双工系统中，首先对数字信号进行处理，然后生成发送信号，对发送信号经过数字模拟转换器(digital to analogconvertor，DAC)、上变频及功率放大之后，通过发射天线发送出去，然后通过接收天线接收到射频信号，接收天线接收到射频信号之后，对接收到的射频信号经过射频干扰抵消、低噪声放大器(low noise amplifier，LNA)、下变频、模拟数字转换器(analog to digitalconvertor，ADC)以及数字干扰抵消之后，对接收到的数字信号进行处理。其中，对发送信号造成的自干扰进行抵消可以通过图1中所示的空间干扰抑制、射频干扰抵消、数字干扰抵消等过程来完成。在无线全双工系统中，射频干扰抵消主要是针对功率较强的自干扰信号主径进行消除。数字干扰抵消是射频干扰抵消的补充，对数字接收到的射频信号中残余的自干扰信号(即经过周围物体反射的多径干扰信号)在基带进行消除。其中数字干扰抵消的性能主要受限于ADC的动态范围，例如该动态范围可以是40至60dB。
由于数字干扰消除的性能受限，另外，为了避免功率太强的自干扰信号进入接收机的LNA，由此容易导致LNA过饱和，要提升无线全双工系统的自干扰抑制能力只能通过进一步地提升射频干扰抵消性能。如图2所示，为本申请实施例提供的无线全双工系统中接收到的自干扰信号构成示意图。收发采用同一天线并利用环形器进行收发隔离的无线通信系统中，通过分析无线全双工系统中接收到的自干扰信号的构成可知，本申请实施例可以通过射频干扰抵消流程来消除更多的自干扰信号分量。其中，接收机接收到的功率最强的自干扰信号包括来自天线端口反射及经过环形器内部泄漏(由发送端泄漏到接收端)的发送信号。该自干扰信号的延迟和功率只和设备的硬件有关(例如设备中的天线、环形器、连接线等)，因此为固定不变的值。次强功率的自干扰信号来自于经过近场多径反射的发送信号。该自干扰信号的延迟一般为2至100纳米(ns)，信号功率比最强自干扰信号小30至60dB，延迟和功率根据近场环境变化而变。功率较弱的自干扰信号来自经过远场多径反射的发送信号。该自干扰信号的延迟大于100ns，因此信号功率与最强自干扰信号相差60dB以上，并且其延迟和功率的变化可能比次强自干扰信号还要更频繁。
为了消除前述的功率最强的自干扰信号和次强功率的自干扰信号，可以采用本申请实施例提供的全双工自干扰消除装置，如图3所示，为本申请实施例提供的一种全双工自干扰消除装置的组成结构示意图，该全双工自干扰消除装置可以包括：时间反转滤波器、第一自干扰重构模块、第二自干扰重构模块和合路器，其中，时间反转滤波器的输入端用于输入发送信号，时间反转滤波器的输出端连接第一自干扰重构模块的输入端，第一自干扰重构的输入端连接合路器的输入端，第二自干扰重构模块的输入端用于直接输入发送信号，其中，直接输入发送信号指的是该发送信号没有经过时间反转滤波就输入到了第二自干扰重构模块，第二自干扰重构模块的输出端连接合路器的输入端。
在本申请实施例提供的全双工自干扰消除装置中，该装置的组成结构单元的功能说明如下：
时间反转滤波器，用于对发送信号进行时间反转滤波；
第一自干扰重构模块，用于对经过时间反转滤波后的发送信号进行自干扰重构，得到第一级自干扰重构信号；
第二自干扰重构模块，用于直接对所述发送信号进行自干扰重构，得到第二级自干扰重构信号；
合路器，用于根据所述第一级自干扰重构信号和所述第二级自干扰重构信号，对接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除。
其中，时间反转滤波器具有时间反转滤波功能，该时间反转滤波器可以用于对直接输入的发送信号进行时间反转滤波，完成时间反转滤波后的发送信号可以经过图3所示的发射信道发送出去，另外，对于时间反转滤波后的发送信号还可以按照图3所示进行DAC、上变频及功率放大等处理，具体流程不再详述。
接下来对本申请实施例中时间反转滤波器对发送信号的时间反转滤波的具体流程进行说明，请参阅图4所示，为本申请实施例提供的对发送信号的时间反转滤波的原理示意图。在发射天线和接收天线不独立(即采用收发天线)的情况下，以原始基带信号为x(t)为例，发射端中包括有时间反转滤波器，无线空口信道的时域脉冲响应为h(t)，接收天线接收到的射频信号为y(t)。对于发送信号先经过一个时域脉冲响应为h*(-t)的时间反转滤波器(简称为滤波器)，在时域上对发送信号进行时间反转滤波可以实现频域上的信道预均衡。发射出去的信号为
Figure BDA0002040330710000101
在经过该无线信道后，理论上接收到的射频信号就是在t时刻发送的信号，没有其它多径的干扰，因为
Figure BDA0002040330710000102
得到的是一个脉冲信号。
基于上述的时间反转滤波器，本申请实施例中可以将传播路径较多、延迟扩展较大的的自干扰信道通过时间反转滤波压缩成传播路径很少(例如单径或少数几个传播路径径)、延迟扩展小的自干扰信道。其中，延迟扩展指的是最小延迟和最大延迟的差，如图2所示，近场多径反射的自干扰信号延迟扩展在100ns。
如图5a所示，为本申请实施例中随机产生的信道脉冲响应的信号曲线示意图。如图5b所示，为本申请实施例中经过时间反转滤波后的信号曲线示意图。在图5a中，随机产生的信道脉冲响应可以表示为h(t)，经过时间反转滤波后得到的信号可以为
Figure BDA0002040330710000103
其中，
Figure BDA0002040330710000104
表示卷积运算，h*(t)为h(t)的共轭运算，h*(-t)是h(t)的时间排序反序后再取共轭的结果，得到的信道的脉冲响应为近似于单个(或少数几个)传播路径的信道脉冲响应，图5b中的信号曲线。如果对h(t)的估计很准确，没有误差，则传播路径为单个径，如果对h(t)的估计有些误差，则可能会出现少数的几个径。
在本申请实施例提供的全双工自干扰消除装置中，可以包括两级的自干扰重构模块，分别为第一自干扰重构模块和第二自干扰重构模块，本申请实施例中两级的自干扰重构模块输入的信号不相同，第一自干扰重构模块连接有时间反转滤波器，该第一自干扰重构模块输入的是时间反转滤波后的发送信号，该第一自干扰重构模块对经过时间反转滤波后的发送信号进行自干扰重构得到第一级自干扰重构信号；第二自干扰重构模块直接输入发送信号(即没有经过时间反转滤波的发送信号)，第二自干扰重构模块直接对发送信号进行自干扰重构得到第二级自干扰重构信号。
在本申请的一些实施例中，通过上述两级的自干扰重构模块可以输出第一级自干扰重构信号和第二级自干扰重构信号，第一级自干扰重构信号、第二级自干扰重构信号和接收机接收到的射频信号都输入到合路器中，在合路器中进行自干扰抵消，以提升射频自干扰消除性能。
在本申请的另一些实施例中，在得到第一级自干扰重构之后，可以根据第一级自干扰重构信号对接收到的射频信号进行自干扰消除，得到第一级自干扰消除后残留的自干扰信号和远端发送的有用信号，接下来再将第二级自干扰重构信号和第一级自干扰消除后残留的自干扰信号进行自干扰消除，以提升射频自干扰消除性能。
基于前述的时间反转滤波器，若在无线发射机中对自干扰信道的脉冲响应h(t)进行估计，并对发送的信号x(t)进行时间反转滤波，即
Figure BDA0002040330710000111
该信号在经过自干扰信道后进入接收机。如图4所示，接收到的射频信号表示为y(t),得到
Figure BDA0002040330710000112
其中，x(t)为发送的自干扰信号，则自干扰信道的脉冲响应为
Figure BDA0002040330710000113
经过时间反转滤波后，得到的自干扰信道的脉冲响应被压缩成类似于单个或少数几个传播路径的信道脉响应。而重构单径或少数几个径的自干扰信号将会大大降低射频干扰消除模块的实现复杂度，提升射频自干扰消除的性能。
如图6所示，为本申请实施例提供的全双工自干扰消除方法，该全双工自干扰消除方法主要如下步骤：
S01、发送信号经过时间反转滤波后馈入第一自干扰重构模块，得到第一级自干扰重构信号；以及，
S02、发送信号直接馈入第二自干扰重构模块，得到第二级自干扰重构信号；
S03、根据第一级自干扰重构信号和第二级自干扰重构信号，对接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除。
在本申请实施例中，发送信号经过时间反转滤波后馈入第一自干扰重构模块，得到第一级自干扰重构信号，发送信号直接馈入第二自干扰重构模块，得到第二级自干扰重构信号，最后根据第一级自干扰重构信号和第二级自干扰重构信号，对接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除。由于本申请实施例中发送信号分别被馈入两种不同的自干扰重构模块，但是发送信号的馈入方式不相同，该发送信号经过时间反转滤波后馈入第一自干扰重构模块，该发送信号还可以不经过时间反转滤波，因此该发送信号直接馈入第二自干扰重构模块。由于发送信号经过时间反转滤波后得到的自干扰信道脉冲响应被压缩成类似于单个或少数几个传播路径的信道脉响应，而第二自干扰重构模块使用未经过时间反转滤波的发送信号作为参考信号进行自干扰重构，因此第二自干扰重构模块只需要重构单径或少数几个径的自干扰信号，从而将会大大降低第二自干扰重构模块的硬件实现复杂度和成本，且提升了全双工自干扰消除能力。
其中，步骤S01和步骤S02之间没有逻辑上的先后顺序之分，可以先执行步骤S01后执行步骤S02，也可以先执行步骤S02再执行步骤S01，或者同时执行步骤S01和步骤S02，此处不做限定，具体执行顺序可以根据全双工自干扰消除应用场景中的时钟控制逻辑以及第一自干扰重构模块、第二自干扰重构模块的硬件配置以及软件执行逻辑来确定。
在本申请实施例提供的全双工自干扰消除装置中，可以包括两级的自干扰重构模块，分别为第一自干扰重构模块和第二自干扰重构模块，为了提升全双工自干扰消除能力，两级的自干扰重构模块缺一不可。如果没有设置第二自干扰重构模块，而只保留第一自干扰重构模块，将经过自干扰信道的发送信号接收并在数字基带进行自干扰信道估计，例如将如图2所示的所有自干扰信号分量都经过ADC转换到数字基带进行自干扰信道估计，从而对发送信号进行时间反转滤波，并不能够提升射频干扰消除的性能，甚至会增加数字干扰消除的复杂度、影响其性能。原因分析如下，自干扰信号分量的功率差一般在80dB以上，远超过ADC的动态范围(40至60dB)，这就意味着在数字域进行的自干扰信道估计无法提供足够的估计精度，从而导致射频干扰消除后残留的自干扰信号为量化噪声，并且无法在数字域进行消除；另外，将大功率的自干扰信号分量直接进入接收机的LNA，会使得LNA进入饱和状态，从而引起LNA的非线性效应，这也会使得数字干扰消除的复杂度增加，并影响数字干扰消除的性能。
因此，本申请实施例中结合了时间反转和两级射频干扰消除，提出了图7所示的自干扰消除方法的基本流程图。如图7所示，接收天线接收到的射频信号可以包括：本地发射机发送的自干扰信号和远端发送的有用信号。首先对接收到的射频信号进行射频干扰消除。本申请实施例采用两级射频干扰消除的架构：第一级射频干扰消除模块从发射机直接耦合经过时间反转滤波的发送信号进行自干扰重构，即可以重构出功率最强的自干扰分量，其中自干扰信号重构可以使用时间反转滤波后的发送信号，在重构完成后进行自干扰消除，即可以将接收到的射频信号和第一级自干扰重构信号相抵消。在第二级射频干扰消除模块之前专设一个发射链路，将没有经过时间反转滤波的发送信号输入第二级射频干扰消除模块，第二级射频干扰消除模块对该发射链路(包含DAC和上变频)产生不经过时间反转滤波的原始发送信号进行自干扰重构，只需要重构经过压缩后的单径或少数的几个传播路径的自干扰分量。经过两级射频干扰消除后的残余自干扰分量在数字基带作进一步消除，最终获得远端发送的有用信号。需要说明的是，第一级射频自干扰消除模块可以针对最强自干扰分量进行消除，第二级射频自干扰消除模块可以针对经近场反射的自干扰分量进行消除。
在本申请的一些实施例中，通过如下方式对发送信号进行时间反转滤波：
Figure BDA0002040330710000121
其中，y(t)表示时间反转滤波后的发送信号，x(t)表示发送信号，h*(-t)表示对x(t)的时间反转滤波，h*(-t)表示h(-t)的共轭，h(-t)表示h(t)的时间反转，h(t)表示从接收天线接收到的射频信号中消除第一级自干扰重构信号之后残余的自干扰信道的脉冲响应，K是归一化系数。
在本申请实施例中，h(t)表示从接收天线接收到的射频信号中消除第一级自干扰重构信号之后残余的自干扰信道的脉冲响应，为第一级自干扰重构信号对接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除后残余的自干扰信道构成出的脉冲响应表示为h(t)，再由该h(t)可以得到时间反转滤波器的脉冲响应为h*(-t)。
另外，在实际的系统实现中，估算出的经过第一级自干扰消除后残留自干扰信道的脉冲响应h(t)还可以进行归一化处理，因此对于原始基带信号进行时间反转滤波后的基带信号可以是：
Figure BDA0002040330710000122
其中，K为归一化参数，K可以表示为：
Figure BDA0002040330710000131
h[n]，n＝1,...,N为估算出的h(t)的N个多径的系数。根据该方式可以得到归一化参数K，在实际应用场景中，还可以根据上述K的计算方式，采用其他的计算方式，例如根据该K得到同等变形的方式，只要满足K·h*(-t)得到的结果属于(0,1)的区间值即可。
另外，本申请实施例中，
Figure BDA0002040330710000132
即K的取值可以为1。
接下来针对本申请实施例中第一自干扰重构模块和第二自干扰重构模块对发送信号的重构进行详细举例说明，假设将自干扰信道hSI(t)表示为：
hSI(t)＝hfix(t)+h(t)；
其中，hfix(t)为第一级自干扰重构模块的脉冲响应，h(t)为经过第一级自干扰消除后残余的自干扰信道的脉冲响应。
将接收到的自干扰信号表示为
Figure BDA0002040330710000133
基于上述的hSI(t)可以得到：
Figure BDA0002040330710000134
由于第一自干扰重构模块是通过耦合发射的射频信号yTR(t)作为参考信号进行自干扰重构，且第一自干扰重构模块的脉冲响应为hfix(t)，因此r(t)在经过第一级自干扰消除后残余的自干扰信号可以表示为：
Figure BDA0002040330710000135
将
Figure BDA0002040330710000136
代入r′(t)，可以得到：
Figure BDA0002040330710000137
根据前述的时间反转滤波器的工作原理可知，可以发现上述r′(t)等式中
Figure BDA0002040330710000138
为单个或少数几个传播路径的信道脉响应。本申请实施例的第二自干扰重构模块是利用未经过时间反转滤波的发射信号x(t)·ejωt作为参考信号。
在本申请的一些实施例中，第二自干扰重构模块主要针对经过近场多径反射从发射天线传播到接收天线的自干扰信号，即图2中所示的次强功率信号。如图2可知，重构近场多径反射自干扰信号需要覆盖延迟在100ns内的传播路径，并且该路径的延迟和功率需要根据近场环境变化而调整。接下来对第二自干扰重构模块的组成结构进行说明。
如图8a所示，为本申请实施例提供的第二自干扰重构模块的一种组成结构示意图。其中，第二自干扰重构模块包括：一个固定延迟器(fixed delay)、一个可调节衰减器(tunable attenuator)和一个可调节移相器(tunable phase shifter)，可调节衰减器的两端分别连接固定延迟器和可调节移相器，发送信号直接馈入固定延迟器，依次经过可调节衰减器和可调节移相器后，得到第二级自干扰重构信号。本申请实施例中第二自干扰重构模块只需一个重构支路，该支路包括一个固定延迟单元、一个可调节的衰减器和一个可调节移相器，其中可调节移相器指的是相位值可以调节，本申请实施例中只需要设置一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个可调节移相器就可以得到第二自干扰重构模块，该第二自干扰重构模块具有单个抽头，基于一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个可调节移相器构成的单个抽头可以进行自干扰重构，因此极大简化了第二自干扰重构模块的抽头数，减少了第二自干扰重构模块的面积，有利于器件的小型化设计。
在本申请的一些实施例中，如图8b所示，为本申请实施例提供的第二自干扰重构模块的一种组成结构示意图。其中，第二自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个固定移相器(fixed phase shifter)，可调节衰减器的两端分别连接固定延迟器和固定移相器，发送信号直接馈入固定延迟器，依次经过可调节衰减器和固定移相器后，得到第二级自干扰重构信号。本申请实施例中只需要设置一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个固定移相器就可以得到第二自干扰重构模块，该第二自干扰重构模块具有单个抽头，基于一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个固定移相器构成的单个抽头可以进行自干扰重构，因此极大简化了第二自干扰重构模块的抽头数，减少了第二自干扰重构模块的面积，有利于器件的小型化设计。
在本申请实施例提供的第二自干扰重构模块中可以使用可调节移相器，也可以使用固定移相器，具体可以应用场景来配置该第二自干扰重构模块，无论使用哪种移相器都构成了单个抽头的第二自干扰重构模块，因此减少了第二自干扰重构模块的面积，有利于器件的小型化设计。
在本申请的一些实施例中，如图9a所示，为本申请实施例提供的第一自干扰重构模块的一种组成结构示意图。当发射天线和接收天线不独立时，第一自干扰重构模块包括：用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，以及将这两个重构支路的重构信号进行合路的合路器；
经过时间反转滤波后的发送信号通过功分器分成两路信号，两路信号分别经过用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路和用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，分别得到两路重构信号，两路重构信号经过合路器进行合路。
其中，发射天线和接收天线不独立指的是收发共天线，即发射天线和接收天线使用相同的天线端口，在第一自干扰重构模块中可以设置两个重构支路，即一个用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，另一个用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，第一自干扰重构模块中还设置有合路器，该合路器用于将这两个重构支路的重构信号进行合路。
举例说明如下，本申请实施例中第一自干扰重构模块主要用于重构经过自干扰主径传播(功率最强)的自干扰信号，经过自干扰主径传播(功率最强)的自干扰信号可以包括：图2所示的经天线端口反射的发送信号，和环形器内部泄漏(由发送端泄漏到接收端)的发送信号，因此可以配置两个重构支路分别进行上述两路信号的重构。第一自干扰重构模块可以将从发射机耦合的发射模拟信号进行固定的延迟、调幅和调相。
进一步的，在本申请的一些实施例中，如图9b所示，为本申请实施例提供的用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路的一种组成结构示意图。用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，固定衰减器的两端分别连接固定延迟器和固定移相器，经过时间反转滤波后的发送信号馈入固定延迟器，依次经过固定衰减器和固定移相器后，得到一个重构支路的重构信号。本申请实施例中只需要设置一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器就可以得到用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，该用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路具有单个抽头，基于一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器构成的单个抽头可以进行自干扰重构，因此极大简化了第一自干扰重构模块的抽头数，减少了第一自干扰重构模块的面积，有利于器件的小型化设计。
进一步的，在本申请的一些实施例中，如图9c所示，为本申请实施例提供的用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路的一种组成结构示意图。用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，固定衰减器的两端分别连接固定延迟器和固定移相器，经过时间反转滤波后的发送信号馈入固定延迟器，依次经过固定衰减器和固定移相器后，得到另一个重构支路的重构信号。本申请实施例中只需要设置一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器就可以得到用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，该用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路具有单个抽头，基于一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器构成的单个抽头可以进行自干扰重构，因此极大简化了第一自干扰重构模块的抽头数，减少了第一自干扰重构模块的面积，有利于器件的小型化设计。
在本申请的一些实施例中，如图9d所示，为本申请实施例提供的第一自干扰重构模块的一种组成结构示意图。当发射天线和接收天线独立时，第一自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，固定衰减器的两端分别连接固定延迟器和固定移相器，经过时间反转滤波后的发送信号馈入固定延迟器，依次经过固定衰减器和固定移相器后，得到第一级自干扰重构信号。
其中，发射天线和接收天线独立指的是收发独立天线，即发射天线和接收天线使用各自独立的天线端口，在收发使用独立天线的无线通信系统中，该自干扰信号为通过发射天线到接收天线间的直视径传播的发送信号。直视径传播是指没有经过障碍物反射的传播，该自干扰信号的延迟和功率为固定不变值。本申请实施例中只需要设置一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器就可以得到第一自干扰重构模块，该第一自干扰重构模块具有单个抽头，基于一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器构成的单个抽头可以进行自干扰重构，因此极大简化了第一自干扰重构模块的抽头数，减少了第一自干扰重构模块的面积，有利于器件的小型化设计。
通过前述实施例的举例说明可知，在本申请实施例中，发送信号经过时间反转滤波后馈入第一自干扰重构模块，得到第一级自干扰重构信号，发送信号直接馈入第二自干扰重构模块，得到第二级自干扰重构信号，最后根据第一级自干扰重构信号和第二级自干扰重构信号，对接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除。由于本申请实施例中发送信号分别被馈入两种不同的自干扰重构模块，但是发送信号的馈入方式不相同，该发送信号经过时间反转滤波后馈入第一自干扰重构模块，该发送信号还可以不经过时间反转滤波，因此该发送信号直接馈入第二自干扰重构模块。由于发送信号经过时间反转滤波后得到的自干扰信道脉冲响应被压缩成类似于单个或少数几个传播路径的信道脉响应，而第二自干扰重构模块使用未经过时间反转滤波的发送信号作为参考信号进行自干扰重构，因此第二自干扰重构模块只需要重构单径或少数几个径的自干扰信号，从而将会大大降低第二自干扰重构模块的硬件实现复杂度和成本，且提升了全双工自干扰消除能力。
前述实施例介绍本申请实施例提供的全双工自干扰消除方法，接下来介绍本申请实施例提供的一种全双工自干扰消除装置，如图3所示，全双工自干扰消除装置包括：
时间反转滤波器，用于对发送信号进行时间反转滤波；
第一自干扰重构模块，用于对经过时间反转滤波后的发送信号进行自干扰重构，得到第一级自干扰重构信号；
第二自干扰重构模块，用于直接对发送信号进行自干扰重构，得到第二级自干扰重构信号；
合路器，用于根据第一级自干扰重构信号和第二级自干扰重构信号，对接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除。
在本申请的一些实施例中，第二自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个可调节移相器，可调节衰减器的两端分别连接固定延迟器和可调节移相器。
在本申请的一些实施例中，第二自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个固定移相器，可调节衰减器的两端分别连接固定延迟器和固定移相器。
在本申请的一些实施例中，时间反转滤波器，用于通过如下方式对发送信号进行时间反转滤波：
Figure BDA0002040330710000161
其中，y(t)表示时间反转滤波后的发送信号，x(t)表示发送信号，h*(-t)表示对x(t)的时间反转滤波，h*(-t)表示h(-t)的共轭，h(-t)表示h(t)的反转，h(t)表示根从接收天线接收到的射频信号中消除第一级自干扰重构信号之后残余的自干扰信道的脉冲响应，K是归一化系数。
在本申请的一些实施例中，当发射天线和接收天线不独立时，第一自干扰重构模块包括：用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，以及将这两个重构支路的重构信号进行合路的合路器。
在本申请的一些实施例中，用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，固定衰减器的两端分别连接固定延迟器和固定移相器。
在本申请的一些实施例中，用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，固定衰减器的两端分别连接固定延迟器和固定移相器。
在本申请的一些实施例中，当发射天线和接收天线独立时，第一自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，固定衰减器的两端分别连接固定延迟器和固定移相器，经过时间反转滤波后的发送信号馈入固定延迟器。
为便于更好的理解和实施本申请实施例的上述全双工自干扰消除方案，下面举例相应的应用场景来进行具体说明。
如图10a所示，为本申请实施例提供的基于收发共天线的自干扰消除方法的原理示意图。在数字域将发送的原始基带信号x(n)经过时间反转滤波(time reversal Filter)后，输入到发射链路，经数模转换器(DAC)、上行混频器(mixer)、和功率放大器(poweramplifier，PA)得到最终发射的射频信号
Figure BDA0002040330710000171
时间反转滤波器可以在半双工时隙进行自干扰信道估计，以得到时间反转滤波器的脉冲响应。
其中，G为功率放大器的幅度增益，h(t)为数字基带估算出的残留自干扰信道的脉冲响应，h(t)是通过自干扰信道估计获得，ejωt表示上变频。本申请实施例还通过耦合器(coupler)耦合部分发射信号到射频干扰消除模块。另外，本申请实施例还将发送的原始基带信号x(n)输入到另一个发射链路，经DAC数模转换和上混频后得到射频信号y(t)＝x(t)·ejωt，并提供给射频干扰消除模块，其中，上行混频器(Mixer)可以获取本地振荡器(local oscillator，LO)提供的频率源。发射信号yTR(t)经过自干扰信道(如前面分析，包括天线端口反射、环形器耦合、近场多径反射和远场多径反射)进入到接收机。接收机在将接收到的射频信号输入到LNA前先进行射频自干扰消除。本申请实施例中采用两个自干扰重构模块。
第一自干扰重构模块利用从发射机直接耦合过来的发射信号α·yTR(t)(α为耦合器耦合端输出的信号和输入端信号幅度比值)作为参考信号进行自干扰重构。其中，如图10a所示，参考信号α·yTR(t)先通过功分器(power divider)分成两路后，分别经过两个自干扰重构支路获得两个或更多个的重构的自干扰分量，其中，各自干扰重构支路包括一个固定延迟单元(也可以称为固定延迟器或固定延时器)、一个固定衰减器和一个固定移相器，最后再利用合路器(combiner)将这两个重构的自干扰分量进行合路获得第一级自干扰重构信号。
需要说明的是，图10a所示的方案为针对收发使用同一天线和环形器(circulator)的无线信机的实施例。因此，上面提到的第一自干扰重构模块的两个重构支路分别针对两个最强的自干扰分量，如图2所示，经天线端口反射进入接收机的自干扰分量和经环形器内部泄漏进入接收机的自干扰分量。针对收发独立天线的无线信机，如图10b所示，为本申请实施例提供的基于收发独立天线的自干扰消除方法的原理示意图，本申请实施例方案的第一自干扰重构模块可能只需要针对一个最强的自干扰分量进行重构，即经发射天线与接收天线间的直视径传播的自干扰分量。因此在收发独立的情况下，第一自干扰重构模块包含一个自干扰重构支路。
第二自干扰重构模块利用另一发射链路产生的信号y(t)作为参考信号进行自干扰重构。由于最强的自干扰主径已经在第一级进行重构，而用于基带时间反转滤波的信道脉冲响应为经过第一级射频干扰消除后残留的自干扰信道的脉冲响应估计，所以第二级重构的自干扰信号可以理解为经过被压缩的单个传播路径的自干扰分量。因此，本申请实施例中第二自干扰重构模块只需一个自干扰重构支路，该自干扰重构支路可以包括：一个固定延迟单元、一个可调节衰减器和一个可调节移相器。由于参考信号y(t)是通过另外一个发射链路单独产生，实现较大延迟的重构支路，二级的输入信号x(n)可以在数字基带进行延迟，还可以通过对发送的原始基带信号x(n)进行数字域缓存来实现数字采样周期级的延迟，再通过固定延迟单元进行较精确的调整。即输入x(n)可以在数字基带就经过缓存，等效于延迟的作用。
最后本申请实施例通过合路器将第一级自干扰重构信号和第二级自干扰重构信号量进行合路，并直接与接收到的射频信号进行抵消。其中，两级自干扰重构信号合路后的结果与接收到的射频信号进行抵消，射频干扰消除后的信号还可以通过LNA放大、下混频、ADC模数转换后，再进行数字干扰消除。
需要说明的是，在图10a中是把两级的自干扰重构信号进行合路(即相加)，再和接收到的射频信号相抵消，不限定的是，本申请实施例还可以将接收到的射频信号和第一级自干扰重构信号进行相抵消后，再和第二级自干扰重构信号相抵消。
接下来对本申请实施例提供的全双工自干扰信道的测量方法进行详细说明，请参阅图11所示，一种全双工自干扰信道的测量方法，包括：
在半双工时隙，对发送信号进行第一级自干扰消除，得到第一残余自干扰信号；
根据所述第一残余自干扰信号进行残余自干扰信道估计，得到第一残余自干扰信道的脉冲响应；
根据所述第一残余自干扰信道的脉冲响应对所述发送信号进行时间反转滤波；
对时间反转滤波后的发送信号进行第一级自干扰消除，得到第二残余自干扰信号；
对所述第二残余自干扰信号进行第二级自干扰消除，得到第三残余自干扰信号；
根据所述第三残余自干扰信号进行残余自干扰信道估计，得到第二残余自干扰信道的脉冲响应，所述第二残余自干扰信道的脉冲响应用于全双工时隙的数字干扰消除。
在本申请实施例中，无线全双工通信系统中把帧结构划分成两种时隙：半双工(half duplex，HD)时隙和全双工时隙(full duplex，FD)。以无线通信基站为例，在半双工时隙，基站只发送下行信号，基站的接收机接收自干扰信号进行自干扰信道估计；在全双工时隙，基站发送下行信号同时也接收上行信号，基站的接收机利用半双工时隙估计的自干扰信道重构自干扰分量并进行消除，从而接收上行信号。基于图11所示的全双工自干扰信道的测量流程，可以估计出自干扰信道，以在全双工时隙完成自干扰信号的消除，得到远端有用的信号。
根据本申请实施例的自干扰消除方案，本申请实施例将用于自干扰信道测量的半双工时隙划分成两个阶段。如图12所示，为本申请实施例自干扰信道测量的流程示意图。在半双工时隙的阶段#1，本申请实施例可以先进行第一级射频自干扰消除，以进行最强自干扰分量的抵消，再根据残余的自干扰信号在数字基带进行第一次残余自干扰信道估计，最后利用估算出的第一次残余自干扰信道的脉冲响应对发送的原始基带信号进行时间反转滤波。在半双工时隙的阶段#2，本申请实施例可以使用两级的射频自干扰消除，然后根据残余的自干扰信号在数字基带进行第二次残余自干扰信道估计，该第二次残余自干扰信道估计用于后面全双工时隙的数字基带干扰消除模块。在全双工时隙，如前面描述的基本方案，本申请实施例对接收到的射频信号依次进行第一级射频干扰消除、第二级射频干扰消除、和数字基带干扰消除，最后得到通信对端发送的有用信号。
请参阅图13所示，为本申请实施例提供的一种全双工自干扰消除系统，所述全双工自干扰消除系统包括：第一自干扰消除装置和第二自干扰消除装置，其中，
所述第一自干扰消除装置包括：第一时间反转滤波器、第二时间反转滤波器、第一自干扰重构模块、第二自干扰重构模块和第一合路器；
所述第二自干扰消除装置包括：第三时间反转滤波器、第四时间反转器、第三自干扰重构模块、第四自干扰重构模块和第二合路器；
所述第二时间反转滤波器，用于对第一发送信号进行时间反转滤波；
所述第一时间反转滤波器，用于对所述第二时间反转滤波器输出的第一发送信号进行时间反转滤波；
所述第四时间反转滤波器，用于对第二发送信号进行时间反转滤波；
所述第三时间反转滤波器，用于对所述第四时间反转滤波器输出的第二发送信号进行时间反转滤波；
所述第一自干扰重构模块，用于对经过所述第一时间反转滤波器和所述第二时间反转滤波器的时间反转滤波后的第一发送信号、经过所述第三时间反转滤波器和所述第四时间反转滤波器的时间反转滤波后的第二发送信号进行自干扰重构，得到第一级自干扰重构信号；
所述第二自干扰重构模块，用于对经过所述第二时间反转滤波器的时间反转滤波后的第一发送信号、经过所述第四时间反转滤波器的时间反转滤波后的第二发送信号进行自干扰重构，得到第二级自干扰重构信号；
所述第一合路器，用于根据所述第一级自干扰重构信号和所述第二级自干扰重构信号，对第一接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除；
所述第三自干扰重构模块，用于对经过所述第一时间反转滤波器和所述第二时间反转滤波器的时间反转滤波后的第一发送信号、经过所述第三时间反转滤波器和所述第四时间反转滤波器的时间反转滤波后的第二发送信号进行自干扰重构，得到第三级自干扰重构信号；
所述第四自干扰重构模块，用于对经过所述第一时间反转滤波器的时间反转滤波后的第一发送信号、经过所述第四时间反转滤波器的时间反转滤波后的第二发送信号进行自干扰重构，得到第四级自干扰重构信号；
所述第二合路器，用于根据所述第三级自干扰重构信号和所述第四级自干扰重构信号，对第二接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除。
其中，第一自干扰消除装置内的第一时间反转滤波器除了和第一自干扰重构模块、第二时间反转滤波器相连接之外，第一时间反转滤波器还需要和第二自干扰消除装置内的第三自干扰重构模块、第四自干扰重构模块相连接，对于第一自干扰消除装置和第二自干扰消除装置内的各个模块的执行功能，详见前述的内容说明。
请参阅图14所示，为本申请实施例还提供一种全双工自干扰消除方法，所述方法用于全双工自干扰消除系统，所述全双工自干扰消除系统包括：第一自干扰消除装置和第二自干扰消除装置，其中，
所述第一自干扰消除装置包括：第一时间反转滤波器、第二时间反转滤波器、第一自干扰重构模块、第二自干扰重构模块、和第一合路器；
所述第二自干扰消除装置包括：第三时间反转滤波器、第四时间反转器、第三自干扰重构模块、第四自干扰重构模块和第二合路器；
基于该全双工自干扰消除系统，本申请实施例提供的全双工自干扰消除方法包括：
第一发送信号经过所述第一时间反转滤波器和所述第二时间反转滤波器的时间反转滤波后馈入所述第一自干扰重构模块，第二发送信号经过所述第三时间反转滤波器和所述第四时间反转滤波器的时间反转滤波后馈入所述第一自干扰重构模块，得到第一级自干扰重构信号；
所述第一发送信号经过所述第二时间反转滤波器的时间反转滤波后直接馈入所述第二自干扰重构模块，所述第二发送信号经过所述第三时间反转滤波器的时间反转滤波后直接馈入所述第二自干扰重构模块，得到第二级自干扰重构信号；
所述第一级自干扰重构信号和所述第二级自干扰重构信号输入所述第一合路器，对第一接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除；
第一发送信号经过所述第一时间反转滤波器和所述第二时间反转滤波器的时间反转滤波后馈入所述第三自干扰重构模块，第二发送信号经过所述第三时间反转滤波器和所述第四时间反转滤波器的时间反转滤波后馈入所述第三自干扰重构模块，得到第三级自干扰重构信号；
所述第一发送信号经过所述第一时间反转滤波器的时间反转滤波后直接馈入所述第四自干扰重构模块，所述第二发送信号经过所述第四时间反转滤波器的时间反转滤波后直接馈入所述第四自干扰重构模块，得到第四级自干扰重构信号；
所述第三级自干扰重构信号和所述第四级自干扰重构信号输入所述第二合路器，对第二接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除。
其中，图14中的经过第二时间反转滤波器处理后的第一发送信号指的是只经过第二时间反转滤波器处理，而不经过第一时间反转滤波器的处理。经过第一时间反转滤波器、第二时间反转滤波器处理后的第一发送信号指的是先经过第二时间反转滤波器处理，再经过第一时间反转滤波器处理。同理，图14中的经过第四时间反转滤波器处理后的第二发送信号指的是只经过第四时间反转滤波器处理，而不经过第三时间反转滤波器的处理。经过第三时间反转滤波器、第四时间反转滤波器处理后的第二发送信号指的是先经过第四时间反转滤波器处理，再经过第三时间反转滤波器处理。
如图15所示，为本申请实施例提供的多输入多输出(multiple input multipleoutput，MIMO)场景下的自干扰消除方案的原理示意图。图15中的时间反转滤波器S1-1对应于前述的第一时间反转滤波器，时间反转滤波器S1-2对应于前述的第二时间反转滤波器，时间反转滤波器S2-2对应于前述的第三时间反转滤波器，时间反转滤波器S2-1对应于前述的第四时间反转滤波器。
本申请实施例提供的全双工自干扰消除方法还可以应用于MIMO场景。图15中以两发两收的无线全双工信机为例，本申请实施例在每个接收链路都需要对来自本地两个发射天线发送的自干扰信号进行重构后抵消。因此，对比图10a所示的基本方案，本申请实施例提供的全双工自干扰消除方法还可以包括如下：
每个发射天线发送的射频信号都是在数字域将发送的原始基带信号经过两次时间反转滤波获得，其中两次的时间反转滤波处理分别对应该发射天线与各接收天线间的自干扰信道；
在各接收机的第一自干扰重构模块加入一个重构支路，用于重构来自另一个发射天线的最强自干扰分量，即经另一发射天线与本接收天线间的直视径传播的自干扰分量，其中所使用的参考信号为从另一发射机耦合过来的发射信号。如图15所示，本申请实施例可以增加一个耦合器，用于耦合另一发射链路的PA和发射天线间的耦合器耦合出来的参考信号；
在各接收机的第二自干扰重构模块加入一个重构支路，用于重构来自另一个发射天线的经时间反转滤波后的自干扰分量，其中所使用的参考信号为另一发送的原始基带信号经过时间反转滤波后变换到射频的信号，其中该时间反转滤波是针对另一发射天线和另一接收天线间的自干扰信道。
各接收机的第二自干扰重构模块的用于重构本发射天线和本接收天线间的自干扰分量的支路所使用的参考信号，为本模块发送的原始基带信号经过时间反转滤波后变换到射频的信号，其中该时间反转滤波是针对本发射天线和另一接收天线间的自干扰信道。
需要说明的是，在本申请的上述实施例中，全双工自干扰消除系统包括：第一自干扰消除装置和第二自干扰消除装置，在每个自干扰消除装置中不仅需要消除来自本端的发送信号，还需要消除来自另一端的发送信号。例如图15和图10a的对比可知，以第一自干扰重构模块为例，D1所在的抽头和D2所在的抽头用于消除来自本端的发送信号，D3所在的抽头用于消除来自另一端的发送信号。当MIMO场景下的天线数越多时，每个自干扰消除装置中需要增加针对每个天线的抽头，以消除另一端的发送信号。
通过前述的举例说明可知，在本申请实施例中根据第一级射频干扰消除后残余的自干扰信道，对原始发送信号进行时间反转滤波处理，本申请实施例中两个自干扰重构模块利用不同的参考信号，即经过时间反转滤波的原始发送信号和不经过时间反转滤波的原始发送信号，本申请实施例中还采用了分成两个阶段的自干扰信道测量流程。从而可以降低射频干扰消除硬件实现的复杂度和成本，还可以提升射频干扰消除性能，从而提升全双工自干扰消除的整体性能。
本申请实施例提供的全双工自干扰消除装置具体可以为芯片，芯片包括：处理单元和通信单元，所述处理单元例如可以是处理器，所述通信单元例如可以是输入/输出接口、管脚或电路等。该处理单元可执行存储单元存储的计算机执行指令，以使终端内的芯片执行上述第一方面任意一项的全双工自干扰消除方法。可选地，所述存储单元为所述芯片内的存储单元，如寄存器、缓存等，所述存储单元还可以是所述终端内的位于所述芯片外部的存储单元，如只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)等。
其中，上述任一处提到的处理器，可以是一个通用中央处理器，微处理器，ASIC，或一个或多个用于控制上述第一方面方法的程序执行的集成电路。
另外需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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模块来实现本实施例方案的目的。另外，本申请提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。
通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过专用硬件包括专用集成电路、专用CPU、专用存储器、专用元器件等来实现。一般情况下，凡由计算机程序完成的功能都可以很容易地用相应的硬件来实现，而且，用来实现同一功能的具体硬件结构也可以是多种多样的，例如模拟电路、数字电路或专用电路等。但是，对本申请而言更多情况下软件程序实现是更佳的实施方式。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可读取的存储介质中，如计算机的软盘、U盘、移动硬盘、ROM、RAM、磁碟或者光盘等，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)执行本申请各个实施例所述的方法。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。
所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(Solid State Disk，SSD))等。

Claims (17)

1.一种全双工自干扰消除方法，其特征在于，包括：
发送信号经过时间反转滤波后馈入第一自干扰重构模块，得到第一级自干扰重构信号；以及，
所述发送信号直接馈入第二自干扰重构模块，得到第二级自干扰重构信号；
根据所述第一级自干扰重构信号和所述第二级自干扰重构信号，对接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个可调节移相器，所述可调节衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述可调节移相器，所述发送信号直接馈入所述固定延迟器，依次经过所述可调节衰减器和所述可调节移相器后，得到所述第二级自干扰重构信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个固定移相器，所述可调节衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器，所述发送信号直接馈入所述固定延迟器，依次经过所述可调节衰减器和所述固定移相器后，得到所述第二级自干扰重构信号。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，通过如下方式对所述发送信号进行时间反转滤波：
Figure FDA0002040330700000011
其中，所述y(t)表示时间反转滤波后的发送信号，所述x(t)表示所述发送信号，所述h*(-t)表示对所述x(t)的时间反转滤波，所述h*(-t)表示h(-t)的共轭，所述h(-t)表示h(t)的时间反转，所述h(t)表示从接收天线接收到的射频信号中消除所述第一级自干扰重构信号之后残余的自干扰信道的脉冲响应，所述K是归一化系数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，当发射天线和所述接收天线不独立时，所述第一自干扰重构模块包括：用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，以及将这两个重构支路的重构信号进行合路的合路器；
所述经过时间反转滤波后的发送信号通过功分器分成两路信号，所述两路信号分别经过所述用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路和所述用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，分别得到两路重构信号，所述两路重构信号经过所述合路器进行合路。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，所述固定衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器，经过时间反转滤波后的发送信号馈入所述固定延迟器，依次经过所述固定衰减器和所述固定移相器后，得到一个重构支路的重构信号。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，所述固定衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器，经过时间反转滤波后的发送信号馈入所述固定延迟器，依次经过所述固定衰减器和所述固定移相器后，得到另一个重构支路的重构信号。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，当发射天线和所述接收天线独立时，所述第一自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，所述固定衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器，经过时间反转滤波后的发送信号馈入所述固定延迟器，依次经过所述固定衰减器和所述固定移相器后，得到所述第一级自干扰重构信号。
9.一种全双工自干扰消除装置，其特征在于，包括：
时间反转滤波器，用于对发送信号进行时间反转滤波；
第一自干扰重构模块，用于对经过时间反转滤波后的发送信号进行自干扰重构，得到第一级自干扰重构信号；
第二自干扰重构模块，用于直接对所述发送信号进行自干扰重构，得到第二级自干扰重构信号；
合路器，用于根据所述第一级自干扰重构信号和所述第二级自干扰重构信号，对接收天线接收到的射频信号进行自干扰消除。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个可调节移相器，所述可调节衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述可调节移相器。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个可调节衰减器和一个固定移相器，所述可调节衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的装置，其特征在于，所述时间反转滤波器，用于通过如下方式对所述发送信号进行时间反转滤波：
Figure FDA0002040330700000021
其中，所述y(t)表示时间反转滤波后的发送信号，所述x(t)表示所述发送信号，所述h*(-t)表示对所述x(t)的时间反转滤波，所述h*(-t)表示h(-t)的共轭，所述h(-t)表示h(t)的时间反转，所述h(t)表示根从接收天线接收到的射频信号中消除所述第一级自干扰重构信号之后残余的自干扰信道的脉冲响应，所述K是归一化系数。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的装置，其特征在于，当发射天线和所述接收天线不独立时，所述第一自干扰重构模块包括：用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，以及将这两个重构支路的重构信号进行合路的合路器。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述用于重构经由反射进入接收天线的自干扰分量的重构支路，包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，所述固定衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器。
15.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述用于重构经由泄露进入接收天线的自干扰分量的重构支路，包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，所述固定衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器。
16.根据权利要求9至12中任一项所述的装置，其特征在于，当发射天线和所述接收天线独立时，所述第一自干扰重构模块包括：一个固定延迟器、一个固定衰减器和一个固定移相器，所述固定衰减器的两端分别连接所述固定延迟器和所述固定移相器，经过时间反转滤波后的发送信号馈入所述固定延迟器。
17.一种全双工自干扰信道的测量方法，其特征在于，所述方法包括：
在半双工时隙，对发送信号进行第一级自干扰消除，得到第一残余自干扰信号；
根据所述第一残余自干扰信号进行残余自干扰信道估计，得到第一残余自干扰信道的脉冲响应；
根据所述第一残余自干扰信道的脉冲响应对所述发送信号进行时间反转滤波；
对时间反转滤波后的发送信号进行第一级自干扰消除，得到第二残余自干扰信号；
对所述第二残余自干扰信号进行第二级自干扰消除，得到第三残余自干扰信号；
根据所述第三残余自干扰信号进行残余自干扰信道估计，得到第二残余自干扰信道的脉冲响应，所述第二残余自干扰信道的脉冲响应用于全双工时隙的数字干扰消除。
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