CN116346151A - 通信收发器、信号收发方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

通信收发器、信号收发方法、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN116346151A CN202111537836.1A CN202111537836A CN116346151A CN 116346151 A CN116346151 A CN 116346151A CN 202111537836 A CN202111537836 A CN 202111537836A CN 116346151 A CN116346151 A CN 116346151A
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段亚娟
张青青
张作锋
许勇
黄�俊
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Abstract

本申请涉及无线通信技术领域，公开了一种通信收发器、信号收发方法、电子设备及存储介质通信收发器，包括：至少一个发射链路、数量与发射链路相同的若干个观测支路、至少一个接收链路、数量均与接收链路相同的若干个辅助支路、第一抵消模块和第二抵消模块、天线；发射链路用于根据下行基带信号生成并输出下行信号，观测支路用于生成并输出第二抵消信号；接收链路用于生成并输出第一合路信号；辅助支路用于生成并输出第一抵消信号；第一抵消模块和第二抵消模块分别用于根据第一抵消信号和第二抵消信号对上行基带信号进行两级干扰抵消。通过独立的获取两级抵消信号并对上行基带信号进行两级自干扰抵消，提升通信收发器抵消性能和自适应能力。

Description

通信收发器、信号收发方法、电子设备及存储介质
技术领域
本申请实施例涉及移动通信技术领域，特别涉及一种通信收发器、信号收发方法、电子设备及存储介质。
背景技术
长期以来，无线收发信机采用半双工模式进行信息交换，即时分双工(TDD)或频分双工(FDD)。在半双工模式下，收发信机不能在同一时隙进行相同频段的信号发送与接收，这种通信方式制约了频谱的利用效率。为了突破这一限制，全双工通信受到了较多的关注。全双工通信技术允许节点同时同频发送与接收信号，显著提升对频谱、时隙资源的利用效率。全双工通信具有如下优点：第一，其数据吞吐量能够近似达到半双工模式的两倍；第二，能够显著减小端对端延迟；第三，能够避免信道冲突以及解决隐藏终端等问题。
在全双工通信的实现中，面临的主要问题是自干扰现象。全双工通信收发器双工带宽更小，且发射与接收不区分时隙，发射信号的部分能量会通过泄漏、耦合、多径反射等途径进入接收链路，对接收到的用户信号造成干扰。这部分进入接收链路的、源自发射链路的能量称为自干扰信号。在移动通信典型应用场景中，下行发射信号功率会比上行接收信号功率高约110dB以上。为使自干扰信号不显著影响上行信号的接收与解调，全双工通信收发器的收发隔离度需要依场景满足特定隔离度要求。
通常，在传播域、射频域和数字域共同实现所需达到的隔离度要求。传播域的隔离技术包括天线的物理分离、极化天线、环形器等隔离或自干扰抵消方法；而射频域自干扰抵消技术目前主要采用多抽头射频抵消器方案，通过n阶FIR滤波器重构反相自干扰信号，FIR滤波器的每一级由固定延迟线、可调衰减器和可调移相器组成；数字域自干扰抵消主要以发送的基带信号作为参考信号，通过自适应滤波器实现自干扰信道建模。
但是，采用多抽头射频抵消器方案时，性能收益较低、对时变干扰信道自适应能力差、系统稳定性也较容易受到影响；采用数字域自干扰抵消方案时，在干扰较强的情况下，数字量化噪声较大，自干扰抵消效果较差。
发明内容
本申请实施例的主要目的在于提出一种通信收发器、信号收发方法、电子设备及存储介质，通过在通信收发器中独立生成射频抵消信号和噪声抵消信号，利用两级干扰抵消的方式，极大的提升通信收发器的自适应能力和抵消性能。
为实现上述目的，本申请实施例提供了一种通信收发器，包括：至少一个发射链路、数量与发射链路相同的若干个观测支路、至少一个接收链路、数量均与接收链路相同的若干个辅助支路、第一抵消模块和第二抵消模块、天线；各发射链路的输出端和与发射链路对应的观测支路的输入端及天线连接，用于根据下行基带信号生成并输出下行信号；各观测支路的输出端均分别与各第二抵消模块的输入端连接，用于根据下行基带信号和下行信号生成并输出第二抵消信号；各第二抵消模块的另一输入端和与第二抵消模块对应的接收链路的输出端连接，用于根据获取到的第二合路信号和第二抵消信号，生成并输出用于解析出上行信号的第三合路信号；各接收链路的输入端和与接收链路对应的第一抵消模块的输出端连接，用于根据获取到的第一合路信号，生成并输出第二合路信号；各第一抵消模块的输入端和与第一抵消模块对应的辅助支路的输出端及天线连接，用于根据获取到的第一抵消信号和上行基带信号，生成并输出第一合路信号；各辅助支路的输入端和与辅助支路对应的接收链路的输出端连接，用于根据下行基带信号和第二合路信号生成并输出第一抵消信号；天线用于发送下行信号，接收上行基带信号。
为实现上述目的，本申请实施例还提供了一种信号收发方法，包括：根据下行基带信号生成并发送下行信号；根据下行基带信号生成第一抵消信号，并根据下行基带信号的噪声信号生成第二抵消信号；根据第一抵消信号和第二抵消信号，对发送下行信号过程中接收到的上行基带信号进行两级干扰抵消；解析经过两级干扰抵消后的上行基带信号，获取上行信号。
为实现上述目的，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如上所述的信号收发方法。
为实现上述目的，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上所述的信号收发方法。
本申请实施例提供的通信收发器，在工作过程中，利用辅助支路在数字域获取射频抵消信号的基带副本，并通过信号处理生成第一抵消信号(射频抵消信号)；利用观测支路根据发射链路的下行基带信号和下行信号，在数字域获取抵消下行基带信号噪声分量对上行信号自干扰的第二抵消信号(噪声抵消信号)；然后将第一抵消信号和接收到的上行基带信号进行合路后，通过接收链路对第一合路信号进行调整生成第二合路信号，再将第二抵消信号与第二合路信号进行合路生成用于解析出上行信号的第三合路信号。通过在数字域独立的获取两级抵消信号，提高通信收发器的自适应能力；通过抵消下行基带信号对上行信号射频影响和噪声影响的两级抵消信号，对上行基带信号进行两级自干扰抵消，极大的提升通信收发器的自干扰抵消性能；辅助支路和观测支路仅用于抵消信号生成，不用于抵消协调，提升通信收发器自干扰抵消的稳定性。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定。
图1是本申请实施例中的通信收发器的结构示意图；
图2是本申请实施例中的另一种通信收发器的结构示意图；
图3是本申请另一实施例中的通信收发器的结构示意图；
图4是本申请另一实施例中的信号收发方法流程图；
图5是本申请另一实施例中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
由背景技术可知，为了解决全双工通信收发器的自干扰问题，采用多抽头射频抵消器方案时，性能收益较低、对时变干扰信道自适应能力差、系统稳定性也较容易受到影响；采用数字域自干扰抵消方案时，在干扰较强的情况下，数字量化噪声较大，自干扰抵消效果较差。因此，如何提高全双工通信收发器自干扰抵消的性能和自适应能力是一个迫切需要得到解决的问题。
为了解决上述问题，本申请的实施例提供了一种通信收发器，包括：至少一个发射链路、数量与发射链路相同的若干个观测支路、至少一个接收链路、数量均与接收链路相同的若干个辅助支路、第一抵消模块和第二抵消模块、天线；各发射链路的输出端和与发射链路对应的观测支路的输入端及天线连接，用于根据下行基带信号生成并输出下行信号；各观测支路的输出端均分别与各第二抵消模块的输入端连接，用于根据下行基带信号和下行信号生成并输出第二抵消信号；各第二抵消模块的另一输入端和与第二抵消模块对应的接收链路的输出端连接，用于根据获取到的第二合路信号和第二抵消信号，生成并输出用于解析出上行信号的第三合路信号；各接收链路的输入端和与接收链路对应的第一抵消模块的输出端连接，用于根据获取到的第一合路信号，生成并输出第二合路信号；各第一抵消模块的输入端和与第一抵消模块对应的辅助支路的输出端及天线连接，用于根据获取到的第一抵消信号和上行基带信号，生成并输出第一合路信号；各辅助支路的输入端和与辅助支路对应的接收链路的输出端连接，用于根据下行基带信号和第二合路信号生成并输出第一抵消信号；天线用于发送下行信号，接收上行基带信号。
本申请实施例提供的通信收发器，在工作过程中，利用辅助支路，在数字域获取射频抵消信号的基带副本，并通过信号处理生成第一抵消信号(射频抵消信号)；利用观测支路根据发射链路的下行基带信号和下行信号，在数字域获取抵消下行基带信号噪声分量对上行信号自干扰的第二抵消信号(噪声抵消信号)；然后将第一抵消信号和接收到的上行基带信号进行合路后，通过接收链路对第一合路信号进行调整生成第二合路信号，再将第二抵消信号与第二合路信号进行合路生成用于解析出上行信号的第三合路信号。通过在数字域独立的获取两级抵消信号，提高通信收发器的自适应能力；通过抵消下行基带信号对上行信号射频影响和噪声影响的两级抵消信号，对上行基带信号进行两级自干扰抵消，极大的提升通信收发器的自干扰抵消性能；辅助支路和观测支路仅用于抵消信号生成，不用于抵消协调，提升通信收发器自干扰抵消的稳定性。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本申请各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本申请的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
下面将结合具体的实施例的对本申请记载的通信收发器的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。
本申请实施例的第一方面提供了一种通信收发器，通信收发器中发射链路、接收链路均可以是一路或者多路，为了便于理解，本实施例以通信收发器中仅有一路发射链路和一路接收链路进行说明，通信收发器的结构示意图参考图1，包括：
发射链路101，用于根据下行基带信号生成并输出下行信号。
具体地说，通信收发器中的发射链路101用于对下行基带信号进行信号处理生成下行信号，例如，对下行基带信号进行数模转换、上变频、滤波、增益调整和功率放大等处理，然后将得到的下行信号输出。因此，发射链路101的输出端和观测支路102的输入端及天线107连接，用于根据接收到的下行基带信号，生成并输出下行信号。
观测支路102，用于根据下行基带信号和下行信号生成并输出第二抵消信号。
具体地说，观测支路102用于在数字域获取抵消下行基带信号的噪声分量对上行信号影响的第二抵消信号(噪声抵消信号)，并将获取到的第二抵消信号传输到第二抵消模块103中。因此，观测支路102的输出端与第二抵消模块103的输入端连接，用于根据获取到的下行基带信号和基于下行基带信号生成的下行信号，生成并输出第二抵消信号。
第二抵消模块103，用于生成并输出用于解析出上行信号的第三合路信号。
具体地说，第二抵消模块103用于对接收链路104输出的第二合路信号，以及观测支路102输出的第二抵消信号进行合路，抵消第二合路信号中的噪声干扰。因此，第二抵消模块103的另一输入端和接收链路104的输出端连接，在接收到接收链路104输出的第二合路信号和观测支路102输出的第二抵消信号后，根据获取到的第二合路信号和第二抵消信号，生成并输出用于解析出上行信号的第三合路信号。
接收链路104，用于生成并输出第二合路信号。
具体地说，接收链路104用于对经历第一级自干扰抵消形成的第一合路信号进行信号处理和调整，例如，低噪声放大、增益调整、下变频、模数转换等，生成第二合路信号。因此，接收链路104的输入端与第一抵消模块105的输出端连接，在接收到第一抵消模块105输出的第一合路信号后，生成并输出第二合路信号。
第一抵消模块105，用于生成并输出第一合路信号。
具体地说，第一抵消模块105用于根据接收到的第一抵消信号对上行基带信号进行第一级自干扰抵消。因此，第一抵消模块105的输入端与辅助支路106的输出端及天线107连接，在接收到辅助支路106输出的第一抵消信号和天线107输出的上行基带信号后，将第一抵消信号与获取到的上行基带信号进行合路，生成并输出第一合路信号。
辅助支路106，用于生成并输出第一抵消信号。
具体地说，辅助支路106用于对下行基带信号对上行信号的射频干扰分量进行提取，获取抵消下行基带信号造成的射频自干扰的第一抵消信号。因此，辅助支路106的输入端与接收链路104的输出端连接，根据获取到的下行基带信号和接收链路104输出的第二合路信号，生成第一抵消信号。
天线107，用于发送下行信号，接收上行基带信号。
具体地说，天线107用于将发射链路101输出的下行信号发送到下一节点，并接收从其余节点发送过来的上行基带信号，并将接收到的上行基带信号传输到第一抵消模块105。
综上，通信收发器在同时同频或者同时近频地进行上行信号接收和下行信号发送时，下行信号通过发射链路101根据下行基带信号生成并输出到天线107进行发送，并且通过天线107将下行信号发送过程中接收到的上行基带信号传输到第一抵消模块105，供第一抵消模块105利用辅助支路106根据下行基带信号和第二合路信号生成的第一抵消信号，对上行基带信号进行第一级的射频自干扰抵消。然后将经过第一级自干扰抵消生成的第一合路信号输入到接收链路104中，接收链路104对第一合路信号进行信号处理和转化后，生成第二合路信号，并将第二合路信号输出到第二抵消模块103，第二抵消模块103利用观测支路102根据下行基带信号和下行信号生成的第二抵消信号，第二合路信号进行第二级的噪声自干扰抵消，生成用于解析出上行信号的第三合路信号。
需要说明的是，下行基带信号的产生和调制可以是由通信收发器中的下行信号调制器完成，上行信号的获取可以通过通信收发器中的上行信号解调器完成，也可以直接外部获取下行基带信号和进行上行信号的解析和获取，本实施例对此不做限制。
在一个例子中，通信收发器中的观测支路，包括：噪声模型滤波器、观测链路和功分模块；功分模块的输入端和与观测支路对应的发射链路的输出端连接，功分模块的输出端与观测链路的输入端和天线连接，用于对下行信号进行功率分配，向观测链路和天线传输功率分配后的下行信号；观测链路的输出端与噪声模型滤波器的输入端连接，用于根据接收到的功率分配后的下行信号，生成并输出参考下行基带信号；噪声模型滤波器的输出端与各第二抵消模块连接，用于根据下行基带信号和参考下行基带信号，生成并输出第二抵消信号；天线用于发送功率分配后的下行信号。具体而言，观测支路中的功分模块用于对发射链路输出的下行信号进行功率分配，分配出部分功率作为观测链路的输入，剩余的传输到天线进行发送。通过功分模块的功率分配和观测链路对接收到的部分功率的下行信号进行增益调整、下变频、滤波、模数转换等操作后，将其传输到噪声模型滤波器。噪声模型滤波器根据接收到的经过调整后的功率分配后的下行信号和下行基带信号，对天线发送的下行信号的噪声分量进行提取，生成抵消噪声自干扰的第二抵消信号。通过噪声模型滤波器准确的提取出噪声干扰并生成第二抵消信号，供第二抵消模块对噪声干扰进行准确抵消，提高通信收发器的自干扰抵消性能。
值得一提的是，功分模块、第一抵消模块、第二抵消模块均可以是功分器、合路器或者耦合器，本实施例对具体的选用不做限制。
在另一个例子中，通信收发器中的辅助支路，包括：信道模型滤波器和辅助链路；信道模型滤波器的输入端和与辅助支路对应的接收链路的输出端连接，信道模型滤波器的输出端与辅助链路的输入端连接，用于根据下行基带信号和第二合路信号生成数字基带信号；辅助链路的输出端和与辅助支路对应的第一抵消模块的输入端连接，用于根据数字基带信号，生成并输出第一抵消信号。具体而言，辅助支路中的信道模型滤波器对接收链路输出的第二合路信号进行采集，根据下行基带信号和第二合路信号对天线发送的下行信号对上行信号的射频干扰进行提取，并生成抵消射频干扰的数字基带信号。然后将数字基带信号输出到辅助链路，辅助链路对数字基带信号进行数模转换、上变频、增益调整等操作后，生成并输出第一抵消信号。通过信道模型滤波器根据接收链路输出的第二合路信号和下行基带信号准确生成抵消射频干扰的数字基带信号，并通过辅助链路进行信号处理得到第一抵消信号，供第一抵消模块对射频干扰进行准确抵消，提高通信收发器的自干扰抵消性能。
例如，一种全双工通信收发器的结构示意图如图2所示，信号收发过程中，通信收发器的工作流程如下：
下行信号调制器输出下行基带信号x[n]；发射链路对下行基带信号进行数模转换、上变频、滤波、增益调整、功率放大后生成并输出发射链路带通信号sTX(t)，sTX(t)＝xPA(t)+vTX(t)，其中，xPA(t)为根据下行基带信号生成的下行带通信号，vTX(t)为发射链路噪声。
发射链路输出发射链路带通信号后，射链路带通信号sTX(t)由功分模块进行功率分配，一部分功率被传输至发射天线，另一部分功率被传输至观测链路。传输至发射天线的信号称为发射带通信号
Figure BDA0003413063290000061
其功率与发射链路带通信号sTX(t)近似相等，发射带通信号
Figure BDA0003413063290000062
由发射天线转换为电磁波进行辐射传输，传输过程中部分功率通过自干扰信道到达接收天线输出端，形成自干扰带通信号STxL(t)，其中
Figure BDA0003413063290000063
发射带通信号自干扰分量
Figure BDA0003413063290000064
发射带通噪声自干扰分量/>
Figure BDA0003413063290000065
Figure BDA0003413063290000066
接收天线同时接收上行带通信号u(t)和背景噪声vANT(t)，则出现在接收天线输出端的接收带通信号y(t)可以表示为：
Figure BDA0003413063290000067
即，接收带通信号y(t)有自干扰带通信号、上行带通信号u(t)和背景噪声vANT(t)共同构成。
接收天线输出的接收带通信号y(t)被传输到第一抵消模块，第一抵消模块的第一输入为接收带通信号y(t)，第二输入为辅助链路输出的辅助链路带通信号(第一抵消信号)xAUX(t)：
Figure BDA0003413063290000068
其中，
Figure BDA0003413063290000069
为信道模型滤波器及辅助链路对带通信号自干扰分量/>
Figure BDA00034130632900000610
的反相估计，是第一级自干扰抵消带通信号，vAUX(t)为辅助链路总噪声。第一抵消模块对辅助链路输出的第一抵消信号和接收天线输出的接收带通信号进行合路，生成第一级自干扰抵消后的一级抵消残留带通信号(第一合路信号)e1(t)：
Figure BDA00034130632900000611
其中，
Figure BDA00034130632900000612
为信道模型滤波器的模型误差；ε1(t)＝vAUX(t)+εAUX(t)为第一级抵消未建模(带通)误差。
然后，一级抵消残留带通信号e1(t)被传输到接收链路，接收链路对一级抵消残留带通信号e1(t)进行低噪声放大、滤波调整、下变频、增益调整、模数转换等信号调整后，输出一级抵消残留基带信号(第二合路信号)p[n]：
Figure BDA00034130632900000613
其中，e1[n]为一级抵消残留基带信号，vRX[n]为接收链路噪声，数字基带
Figure BDA00034130632900000614
u[n]、vANT[n]、vRX[n]和ε1[n]分别是射频带通信号/>
Figure BDA00034130632900000615
u(t)、vANT(t)、vRX(t)和ε1(t)的基带等效副本，并将一级抵消残留基带信号p[n]被传输到信道模型滤波器的第一输入端和第二抵消模块的第一输入端。
信道模型滤波器的第一输入是一级抵消残留基带信号p[n]，信道模型滤波器的第二输入是下行基带信号x[n]，信道模型滤波器的输出是第一级自干扰抵消基带信号
Figure BDA00034130632900000616
辅助链路对第一级自干扰抵消基带信号/>
Figure BDA00034130632900000617
进行数模转换、上变频、增益调整后输出辅助链路带通信号(第一抵消信号)xAUX(t)。
发射链路带通信号sTX(t)的另外一部分功率被传输至观测链路，则观测链路带通信号sOBS(t)可以表示为
sOBS(t)＝β·xPA(t)+β·vTX(t)
其中，β为耦合系数，观测链路带通信号经过增益调整、下变频、滤波、模数转换输出观测链路基带信号sOBS[n]：
sOBS[n]＝βDIG·xPA[n]+βDIG·vTX[n]+vOBS[n]
其中，βDIG为正比于β的数字增益，xPA[n]为下行基带信号x[n]的线性或非线性映射；vTX[n]为发射链路噪声，vOBS[n]为观测链路总噪声。
噪声模型滤波器的第一输入是下行基带信号x[n]，噪声模型滤波器的第二输入是观测链路基带信号sOBS[n]，噪声模型滤波器的输出为发射链路噪声估计
Figure BDA00034130632900000711
Figure BDA0003413063290000071
其中，εOBS[n]为噪声模型滤波器的模型误差。在生成发射链路噪声估计(第二抵消信号)
Figure BDA0003413063290000072
后，噪声模型滤波器将发射链路噪声估计/>
Figure BDA0003413063290000073
输出到数字域抵消器(第二抵消模块)。
数字域抵消器的第一输入为第一级抵消残留基带信号p[n]，数字域抵消器的第二输入为发射链路噪声估计
Figure BDA0003413063290000074
数字域抵消器使用发射链路噪声估计/>
Figure BDA0003413063290000075
拟合发射带通噪声自干扰分量的基带副本/>
Figure BDA0003413063290000076
Figure BDA0003413063290000077
第二抵消模块生成并输出二级抵消残留基带信号(第三合路信号)e2[n]：
Figure BDA0003413063290000078
其中，
Figure BDA0003413063290000079
为第二级抵消未建模误差，vtotal[n]＝vANT[n]+vRX[n]为接收链路总噪声，εtotal[n]＝ε1[n]+ε2[n]为两级自干扰抵消引入的未建模总误差。
通过两级自干扰抵消后的二级抵消残留基带信号e2[n]的信干噪比为
Figure BDA00034130632900000710
其中，处理噪声的功率E(|εtotal[n]|2)越小，SINR损失越少。当两级自干扰抵消引入的未建模总误差功率小于接收链路总噪声时，即E(|εtotal[n]|2)≤E(|vtotal[n]|2)，则两级自干扰抵消引入的接收灵敏度损失小于等于3dB。
另外，值得一提的是，辅助支路和观测支路自身噪声的引入还可以通过提高数模转化器和模数转换器的动态范围进行一定的优化和减少，以达到更好的信号传输效果。
在另一个例子中，通信收发器还包括：至少一个发射模型滤波器，发射模型滤波器的输出端和与发射模型对应的发射链路的输入端连接，用于对下行基带信号进行非线性失真校正。具体而言，可以在通信收发器的每一个发射链路的前端，增加一个发射模型滤波器，发射模型滤波器通过建立发射链路非线性逆模型，用于校正输入到发射链路的下行基带信号的非线性失真，提升发射信号的线性度，缓解接收链路引入的非线性干扰分量。
本申请实施例的另一方面提供了另一种通信收发器，通信收发器的结构示意图参考图3，包括多个发射链路、数量与发射链路相同的若干个观测支路、多个接收链路、数量均与接收链路相同的若干个辅助支路、第一抵消模块和第二抵消模块。
通信收发器各模块间的连接方式和只有一路发射链路、接收链路时大致相同，不同之处在于各观测支路的输出均与每一个第二抵消模块连接，第二抵消模块根据每一个发射链路分别对应的多个第二抵消信号对与第二抵消模块对应的接收链路输出的第二合成信号进行二次自干扰抵消生成第三合路信号；各辅助支路进行第一抵消信号生成的时候，根据每一个发射链路生成下行信号的多个下行基带信号和与辅助支路对应的接收链路输出的第二合路信号生成第一抵消信号，并输出到与辅助支路对应的第一抵消模块。
在一个例子中，通信收发器中发射链路和观测支路均为m个，接收链路、辅助支路、第一抵消模块和第二抵消模块均为n个；其中，m和n均为正整数；各辅助支路用于根据n个下行基带信号和与辅助支路对应的接收链路输出的第二合路信号，生成并输出第一抵消信号；各第二抵消模块用于根据n个第二抵消信号，和与第二抵消模块对应的接收链路输出的第二合路信号，生成并输出第三合路信号。通过为每个发射链路配置对应的观测支路、为每个接收链路配置对应的辅助支路、第一抵消模块和第二抵消模块，使得在MIMO场景下通信收发器不需要增加过多设备，并且自干扰抵消系统具有较好的稳定性和抵消性能。
通信收发器在进行信号收发的过程中，对每一路上行信号进行第一级自干扰抵消的时候，利用根据m个下行基带信号和当前链路中的第二合成信号生成的第一抵消信号与上行基带信号进行合成生成第一合路信号；在进行第二级自干扰抵消的时候，每个第二抵消模块根据n个观测支路计算并输出的与其对应的发射链路噪声估计，完成与自身对应的接收链路输出的第二合路信号的第二级自干扰抵消，生成第三合路信号。
另外，需要说明的是，通信收发器收发上下行信号可以是通过天线进行的，天线可以是由两种天线配置形成：收发分离天线和环形器收发共天线。在收发分离天线配置中，自干扰包含整机泄漏、近场辐射、多路径反射等；在环形器收发共天线配置中，自干扰包含整机泄漏、环形器反射、多路径反射等。本实施例对选择的天线及天线的具体配置不做限制。
需要说明的是，为了进一步提高通信收发器的信号质量，还可以在每个发射链路前设置一个发射模型滤波模块，对发射链路的非线性失真进行进一步的优化，避免引入非线性失真的干扰。
值得一提的是，本申请实施例中提供的通信收发器可以是一种无线收发信机，可用于无线通信网络中的任何双工通信收发节点，也可用于双工无线通信终端。例如，基站与终端之间的通信，基站与基站之间的通信等。上述通信收发器的信息交换，更确切地说信号发射与接收能够在同一时隙、同一频段上进行，通信收发器至少可用于以下两种工作模式，灵活满足不同的时隙、频率资源划分所规划的各种业务场景，一个是当发射频段与接收频段相互重合，称为带内全双工模式；一个是当发射频段与接收频段相邻或相近，称为子带全双工模式。
本申请实施例的另一方面提供了一种信号收发方法，应用于通信收发器，信号收发方法的流程参考图4，包括以下步骤：
步骤401，根据下行基带信号生成并发送下行信号。
具体地说，通信收发器中的发射链路根据接收到的下行基带信号，对下行基带信号进行行数模转换、上变频、滤波、增益调整和功率放大等处理，生成并输出下行信号，通过天线将下行信号发送到下一节点。
值得一提的是，发射链路可以是一个或者多个。
在一个例子中，通信收发器在根据下行基带信号生成并发送下行信号前，还包括：对下行基带信号进行非线性失真校正；根据下行基带信号生成并发送下行信号，包括：根据进行非线性失真校正后的下行基带信号生成并发送下行信号。
步骤402，根据下行基带信号生成第一抵消信号，并根据下行基带信号的噪声信号生成第二抵消信号。
具体地说，通信收发器通过辅助支路根据下行基带信号，生成抵消下行信号对上行信号造成的射频干扰的第一抵消信号；通过观测支路根据下行基带信号，生成抵消下行信号的噪声信号对上行信号造成的噪声干扰的第二抵消信号。
进一步地，通信收发器根据下行基带信号生成第一抵消信号，并根据下行基带信号的噪声信号生成第二抵消信号，包括；根据下行基带信号和上行合路信号生成第一抵消信号，其中，上行合路信号根据利用第一抵消信号进行干扰抵消后的上行基带信号生成；根据下行基带信号和功率分配后的下行信号，生成第二抵消信号。具体而言，通信收发器通过辅助支路根据下行基带信号，和与辅助支路对应的接收链路输出的上行合路信号生成第一抵消信号；通过观测支路根据与观测支路对应的发射链路的下行基带信号和功率分配后的下行信号，生成第二抵消信号。
步骤403，根据第一抵消信号和第二抵消信号，对发送下行信号过程中接收到的上行基带信号进行两级干扰抵消。
具体地说，通行收发器通过第一抵消模块，对获取到的第一抵消信号和发送下行信号过程中接收到的上行基带信号进行合路，抵消下行信号对上行信号的射频干扰，生成第一合路信号；然后对第一合路信号进行低噪声放大、增益调整、下变频、模数转换等处理，生成第二合路信号；再通过第二抵消模块，对获取到的第二抵消信号和第二合路信号进行合路，抵消下行信号的噪声信号对上行信号的噪声干扰，完成两级干扰抵消，生成第三合路信号。
步骤404，解析经过两级干扰抵消后的上行基带信号，获取上行信号。
具体地说，通信收发器对上行基带信号完成两级干扰抵消后，可以通过上行信号解调器对第三合路信号进行解析，获取上行信号。
此外，应当理解的是，上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。
不难发现，本实施例是与装置实施例对应的方法实施例，本实施例可与装置实施例互相配合实施。装置实施例中提到的相关技术细节在本实施例中依然有效，为了减少重复，这里不再赘述。相应地，本实施例中提到的相关技术细节也可应用在装置实施例中。
本申请实施例的另一方面还提供了一种电子设备，参考图5，包括：至少一个处理器501；以及，与至少一个处理器501通信连接的存储器502；其中，存储器502存储有可被至少一个处理器501执行的指令，指令被至少一个处理器501执行，以使至少一个处理器501能够执行上述任一方法实施例所描述的信号收发方法。
其中，存储器502和处理器501采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器501和存储器502的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器501处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传输给处理器501。
处理器501负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器502可以被用于存储处理器501在执行操作时所使用的数据。
本申请实施例的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序。计算机程序被处理器执行时实现上述方法实施例。
即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备(可以是单片机，芯片等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施例是实现本申请的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。

Claims (10)

1.一种通信收发器，其特征在于，包括：至少一个发射链路、数量与所述发射链路相同的若干个观测支路、至少一个接收链路、数量均与所述接收链路相同的若干个辅助支路、第一抵消模块和第二抵消模块、天线；
各所述发射链路的输出端和与所述发射链路对应的所述观测支路的输入端及所述天线连接，用于根据下行基带信号生成并输出下行信号；
各所述观测支路的输出端均分别与各所述第二抵消模块的输入端连接，用于根据所述下行基带信号和所述下行信号生成并输出第二抵消信号；
各所述第二抵消模块的另一输入端和与所述第二抵消模块对应的所述接收链路的输出端连接，用于根据获取到的第二合路信号和所述第二抵消信号，生成并输出用于解析出上行信号的第三合路信号；
各所述接收链路的输入端和与所述接收链路对应的所述第一抵消模块的输出端连接，用于根据获取到的第一合路信号，生成并输出所述第二合路信号；
各所述第一抵消模块的输入端和与所述第一抵消模块对应的所述辅助支路的输出端及所述天线连接，用于根据获取到的第一抵消信号和上行基带信号，生成并输出所述第一合路信号；
各所述辅助支路的输入端和与所述辅助支路对应的所述接收链路的输出端连接，用于根据所述下行基带信号和所述第二合路信号生成并输出所述第一抵消信号；
所述天线用于发送所述下行信号，接收所述上行基带信号。
2.根据权利要求1所述的通信收发器，其特征在于，所述观测支路，包括：噪声模型滤波器、观测链路和功分模块；
所述功分模块的输入端和与所述观测支路对应的所述发射链路的输出端连接，所述功分模块的输出端与所述观测链路的输入端和所述天线连接，用于对所述下行信号进行功率分配，向所述观测链路和所述天线传输功率分配后的所述下行信号；
所述观测链路的输出端与所述噪声模型滤波器的输入端连接，用于根据接收到的功率分配后的所述下行信号，生成并输出参考下行基带信号；
所述噪声模型滤波器的输出端与各所述第二抵消模块连接，用于根据所述下行基带信号和所述参考下行基带信号，生成并输出所述第二抵消信号；
所述天线用于发送功率分配后的所述下行信号。
3.根据权利要求1所述的通信收发器，其特征在于，所述辅助支路，包括：信道模型滤波器和辅助链路；
所述信道模型滤波器的输入端和与所述辅助支路对应的所述接收链路的输出端连接，所述信道模型滤波器的输出端与所述辅助链路的输入端连接，用于根据所述下行基带信号和所述第二合路信号生成数字基带信号；
所述辅助链路的输出端和与所述辅助支路对应的所述第一抵消模块的输入端连接，用于根据所述数字基带信号，生成并输出所述第一抵消信号。
4.根据权利要求1所述的通信收发器，其特征在于，所述发射链路和所述观测支路均为m个，所述接收链路、所述辅助支路、所述第一抵消模块和所述第二抵消模块均为n个；其中，m和n均为正整数；
各所述辅助支路用于根据n个所述下行基带信号和与所述辅助支路对应的所述接收链路输出的所述第二合路信号，生成并输出所述第一抵消信号；
各所述第二抵消模块用于根据n个所述第二抵消信号，和与所述第二抵消模块对应的所述接收链路输出的所述第二合路信号，生成并输出所述第三合路信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的通信收发器，其特征在于，还包括：至少一个发射模型滤波器；
所述发射模型滤波器的输出端和与所述发射模型对应的所述发射链路的输入端连接，用于对所述下行基带信号进行非线性失真校正。
6.一种信号收发方法，其特征在于，包括：
根据下行基带信号生成并发送下行信号；
根据所述下行基带信号生成第一抵消信号，并根据所述下行基带信号的噪声信号生成第二抵消信号；
根据所述第一抵消信号和第二抵消信号，对发送所述下行信号过程中接收到的上行基带信号进行两级干扰抵消；
解析经过所述两级干扰抵消后的所述上行基带信号，获取上行信号。
7.根据权利要求6所述的信号收发方法，其特征在于，所述根据所述下行基带信号生成第一抵消信号，并根据所述下行基带信号的噪声信号生成第二抵消信号，包括：
根据所述下行基带信号和上行合路信号生成所述第一抵消信号，其中，所述上行合路信号根据利用所述第一抵消信号进行干扰抵消后的所述上行基带信号生成；
根据所述下行基带信号和功率分配后的所述下行信号，生成所述第二抵消信号。
8.根据权利要求6或7所述的信号收发方法，其特征在于，在所述根据下行基带信号生成并发送下行信号前，还包括：
对所述下行基带信号进行非线性失真校正；
所述根据下行基带信号生成并发送下行信号，包括：
根据进行所述非线性失真校正后的所述下行基带信号生成并发送所述下行信号。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求6至8中任意一项所述的信号收发方法。
10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求6至8中任一项所述的信号收发方法。
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