CN117639810A - 一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置，它包括数字信号处理模块和模拟信号处理模块，数字信号处理模块与模拟信号处理模块连接，模拟信号处理模块与发射天线和多组接收天线连接；数字信号处理模块包括多通道组网协议处理单元、邻信道自干扰消除训练单元、通信发射通信基带信号处理单元、邻信道干扰接收单元、干扰抑制信号生成单元和多组接收通道基带信号处理单元。本发明在数字域上对发射通道产生的带外杂散和协同干扰进行检测，然后生成各个相邻接收通道数字自干扰抑制波形，最后相邻接收通道在数字域上对自干扰信号进行抑制和抵消，降低了发射带外杂散和谐波对相邻接收通道的干扰，提升了无线通信网络频谱利用效率和容量。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置。
背景技术
随着射频集成芯片和信号处理芯片性能的发展，无线通信组网设备能够提供多个物理收发通道，支持多通道同时发射和接收信号，有效提升了无线通信网络容量和大规模节点接入效率；如图1所示，多通道同时工作中，通信设备的发射通道会有带外杂散和谐波干扰，降低了相邻通道2、3和4的接收灵敏度，为了避免发射通道带外杂散干扰的影响，传输多通道通信会在发射端安装带通滤波器，通过滤波器降低带外杂散和谐波对相邻通道的干扰；但是，模拟射频滤波器过渡带大，过渡带中的发射杂散和谐波抑制能力不足，导致多通道间必须保持一定频率间隔，避免泄露的发射带外杂散和谐波对接收通道的干扰，从而降低通信网络的频率利用率。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供了一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置，解决了现有技术存在的不足。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置，它包括数字信号处理模块和模拟信号处理模块，所述数字信号处理模块与模拟信号处理模块相互连接，模拟信号处理模块与发射天线和多组接收天线连接；数字信号处理模块包括多通道组网协议处理单元、邻信道自干扰消除训练单元、通信发射通信基带信号处理单元、邻信道干扰接收单元、干扰抑制信号生成单元和多组接收通道基带信号处理单元；
多通道组网协议处理单元进行路由寻址、频率资源分配和组帧后将组帧数据发送到通信发射通道基带信号处理单元；通信发射通道基带信号处理单元根据通信物理层协议对数据进行速率匹配、编码和调制后，将生成的数字基带信号发送到模拟信号处理模块；模拟信号处理模块对数字基带信号进行处理后发送到发射天线，并对接收天线的接收信号进行处理转换为数字信号后发送到对应的接收通道基带信号处理单元；接收通道基带信号处理单元对接收的数字信号进行两部分处理，处理后一部分发送到邻信道自干扰消除训练单元，另一部分发送到多通道组网协议处理单元完成数据解帧；邻信道自干扰消除训练单元进行自干扰消除训练得到接收通道数字自干扰对消信号参数并将参数分配给干扰抑制信号生成单元；干扰抑制信号生成单元根据接收到的参数生成数字邻信道自干扰抑制信号并发送到接收通道基带信号处理单元。
所述模拟信号处理模块包括通信发射通道、多组通信接收通道和干扰处理子模块；
通信发射通道基带信号处理单元将生成的数字基带信号发送到通信发射通道，发送信号处理子模块对数字基带信号进行处理后发送到发射天线；
每组通信接收通道对接收天线的接收信号进行处理转换为数字信号后发送到对应的接收通道基带信号处理单元；
干扰处理子模块耦合信号进行下变频处理并滤波接收通道频率以外的信号后进行模拟数字转换，最后发送给邻信道干扰接收单元。
所述通信发射通道包括依次连接的通信发射ADC、第一变频单元、第一低通滤波器、功率放大器和耦合器；通信发射ADC将来自通信发射通道基带信号处理单元的数字基带信号进行数字模拟转换，然后通过第一变频单元转换为发射频率，再通过第一低通滤波器将混频的二次谐波抑制，并通过功率放大器和耦合器，最后发送到发射天线。
所述通信接收通道包括依次连接的放大滤波单元、第二变频单元、第二低通滤波器和通信接收ADC；放大滤波单元通过对接收天线的接收信号进行滤波和放大处理，然后通过第二变频单元将接收射频信号变换为通信中频信号，通过第二低通滤波器抑制二次谐波后发送到通信接收ADC进行模拟数字转换后送往接收通道基带信号处理单元。
所述干扰处理子模块包括依次连接的第三变频单元、第三低通滤波器和干扰观测ADC；耦合器从通信发射通道中获取训练发射信号的部分能量和多组通信接收通道的频率范围，耦合信号通过第三变频单元进行下变频处理，再通过第三低通滤波器滤除接收通道频率以外的信号，最后送到干扰观测ADC进行模拟数字转换后发送到邻信道干扰接收单元。
所述接收通道基带信号处理单元对接收的数字信号进行两部分处理包括：将接收的通信信号与干扰抑制信号生成单元输入的邻信道干扰抑制信号相减，然后再进行同步、解调和译码处理；
检测残余在通信接收通道中的邻信道自干扰信号，将检测的结果发送到邻信道自干扰消除训练单元。
所述邻信道自干扰消除训练单元进行自干扰消除训练得到接收通道数字自干扰对消信号参数并将参数分配给干扰抑制信号生成单元包括：
邻信道自干扰消除训练单元通过其中通信发射通道输出设定的自干扰训练信号；
邻信道干扰接收单元将干扰处理子模块接收的耦合信号与原始训练信号进行相减，获得通信发射通道输出的带外杂散与谐波干扰信号，并发送到邻信道自干扰消除训练单元；
邻信道自干扰消除训练单元根据邻信道干扰接收单元送来的带外杂散和谐波干扰信号与多组接收通道基带信号处理单元对应的自干扰信号进行互相关，生成多组接收通道数字自干扰对消信号参数，并将参数分配给干扰抑制信号生成单元。
还包括网络应用终端，所述网络应用终端与所述数字信号处理模块相互连接，提供用户对装置的操作控制、无线通信信源产生、无线通信信源接收和装置工作状态显示。
本发明具有以下优点：一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置，通信设备在数字域上对发射通道产生的带外杂散和协同干扰进行检测，然后生成各个相邻接收通道数字自干扰抑制波形，最后相邻接收通道在数字域上对自干扰信号进行抑制和抵消，有效降低发射带外杂散和谐波对相邻接收通道的干扰，提升了无线通信网络频谱利用效率和容量。
附图说明
图1为现有技术多通道同时工作的示意图；
图2为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下结合附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的保护范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1所示，本发明具体涉及一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置，通道发射接口连接发射天线，通过视频接收接口连接多个接收天线，网络应用终端提供用户对装置的操作控制、无线通信信源产生、无线通信信源接收和装置工作状态显示等功能。
在无线通信发射过程中，用户通过网络应用终端发送信源至多通道组网协议处理单元，协议处理单元根据组网时频管理要求选择对应的频率和时隙，然后数据进行路由寻址、频率资源分配和组帧等处理，并将组帧数据发送至通信发射通道基带信号处理单元；
通信发射通道基带信号处理单元接收来自协议处理单元的组帧数据，根据通信物理层协议对数据进行速率匹配、编码和调制等处理。通信发射通道基带信号处理单元将生成的数字基带信号送往通信发射DAC单元和邻信道自干扰消除训练单元；
通信发射DAC单元将来自通信发射通道基带信号处理单元的数字基带信号进行数字模拟转换，然后送完变频单元转换为发射频率，再送往低通滤波器将混频的二次谐波抑制，并通过功率放大器和耦合器，最后送往发射天线；
接收天线接收空口的无线电信号，接收信号包括了通信对象信号和自干扰信号，接收信号通过放大滤波单元对信号进行滤波和放大处理，然后通过变频单元将接收射频信号变换为通信中频信号，通过低通滤波器抑制二次谐波后送往通信接收ADC单元进行模拟数字转换；
接收通道基带信号处理单元接收来自通信接收ADC单元的数字信号，分别进行了两部分处理：a、通信过程中，将接收的通信信号与干扰抑制信号生成单元输入的邻信道干扰抑制信号相减，然后再进行同步、解调、译码等处理流程；b、检测残余在通信接收通道中的邻信道自干扰信号，将检测的结果发送到邻信道自干扰消除训练单元；接收通道基带信号处理单元将解调后的数据送往多通道组网协议处理单元完成数据解帧等处理，最后将业务数据发送给网络应用终端。
邻信道自干扰消除训练过程中，邻信道自干扰消除训练单元通过通信发射通道基带信号处理单元、通信发射DAC单元等通信发射通道，输出设定的自干扰训练信号；耦合器从通信发射通道中获取训练发射信号的部分能量和n组接收通道的频率范围，然后，耦合信号通过变频单元进行下变频处理，再通过低通滤波器滤除接收通道频率以外的信号，最后送至干扰观测ADC单元进行模拟数字转换；
邻信道干扰接收单元将干扰观测ADC单元接收的耦合信号与原始训练信号进行相减，获得发射通道输出的带外杂散与谐波干扰信号，并送往邻信道自干扰消除训练单元；邻信道自干扰消除训练单元根据邻信道干扰接收单元送来的带外杂散和谐波干扰信号，与n组接收通道基带信号处理单元对应的自干扰信号进行互相关，生成n组接收通道数字自干扰对消信号参数，并将参数分配给干扰抑制信号生成单元；干扰抑制信号生成单元接收到邻信道自干扰消除训练单元送入的自干扰抑制参数，生成数字邻信道自干扰抑制信号，并送入n组接收通道基带信号处理单元。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和完善，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置，其特征在于：它包括数字信号处理模块和模拟信号处理模块，所述数字信号处理模块与模拟信号处理模块相互连接，模拟信号处理模块与发射天线和多组接收天线连接；数字信号处理模块包括多通道组网协议处理单元、邻信道自干扰消除训练单元、通信发射通信基带信号处理单元、邻信道干扰接收单元、干扰抑制信号生成单元和多组接收通道基带信号处理单元；
多通道组网协议处理单元进行路由寻址、频率资源分配和组帧后将组帧数据发送到通信发射通道基带信号处理单元；通信发射通道基带信号处理单元根据通信物理层协议对数据进行速率匹配、编码和调制后，将生成的数字基带信号发送到模拟信号处理模块；模拟信号处理模块对数字基带信号进行处理后发送到发射天线，并对接收天线的接收信号进行处理转换为数字信号后发送到对应的接收通道基带信号处理单元；接收通道基带信号处理单元对接收的数字信号进行两部分处理，处理后一部分发送到邻信道自干扰消除训练单元，另一部分发送到多通道组网协议处理单元完成数据解帧；邻信道自干扰消除训练单元进行自干扰消除训练得到接收通道数字自干扰对消信号参数并将参数分配给干扰抑制信号生成单元；干扰抑制信号生成单元根据接收到的参数生成数字邻信道自干扰抑制信号并发送到接收通道基带信号处理单元。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置，其特征在于：所述模拟信号处理模块包括通信发射通道、多组通信接收通道和干扰处理子模块；
通信发射通道基带信号处理单元将生成的数字基带信号发送到通信发射通道，发送信号处理子模块对数字基带信号进行处理后发送到发射天线；
每组通信接收通道对接收天线的接收信号进行处理转换为数字信号后发送到对应的接收通道基带信号处理单元；
干扰处理子模块耦合信号进行下变频处理并滤波接收通道频率以外的信号后进行模拟数字转换，最后发送给邻信道干扰接收单元。
3.根据权利要求2所述的一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置，其特征在于：所述通信发射通道包括依次连接的通信发射ADC、第一变频单元、第一低通滤波器、功率放大器和耦合器；通信发射ADC将来自通信发射通道基带信号处理单元的数字基带信号进行数字模拟转换，然后通过第一变频单元转换为发射频率，再通过第一低通滤波器将混频的二次谐波抑制，并通过功率放大器和耦合器，最后发送到发射天线。
4.根据权利要求2所述的一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置，其特征在于：所述通信接收通道包括依次连接的放大滤波单元、第二变频单元、第二低通滤波器和通信接收ADC；放大滤波单元通过对接收天线的接收信号进行滤波和放大处理，然后通过第二变频单元将接收射频信号变换为通信中频信号，通过第二低通滤波器抑制二次谐波后发送到通信接收ADC进行模拟数字转换后送往接收通道基带信号处理单元。
5.根据权利要求2所述的一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置，其特征在于：所述干扰处理子模块包括依次连接的第三变频单元、第三低通滤波器和干扰观测ADC；耦合器从通信发射通道中获取训练发射信号的部分能量和多组通信接收通道的频率范围，耦合信号通过第三变频单元进行下变频处理，再通过第三低通滤波器滤除接收通道频率以外的信号，最后送到干扰观测ADC进行模拟数字转换后发送到邻信道干扰接收单元。
6.根据权利要求2所述的一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置，其特征在于：所述接收通道基带信号处理单元对接收的数字信号进行两部分处理包括：将接收的通信信号与干扰抑制信号生成单元输入的邻信道干扰抑制信号相减，然后再进行同步、解调和译码处理；
检测残余在通信接收通道中的邻信道自干扰信号，将检测的结果发送到邻信道自干扰消除训练单元。
7.根据权利要求2所述的一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置，其特征在于：所述邻信道自干扰消除训练单元进行自干扰消除训练得到接收通道数字自干扰对消信号参数并将参数分配给干扰抑制信号生成单元包括：
邻信道自干扰消除训练单元通过其中通信发射通道输出设定的自干扰训练信号；
邻信道干扰接收单元将干扰处理子模块接收的耦合信号与原始训练信号进行相减，获得通信发射通道输出的带外杂散与谐波干扰信号，并发送到邻信道自干扰消除训练单元；
邻信道自干扰消除训练单元根据邻信道干扰接收单元送来的带外杂散和谐波干扰信号与多组接收通道基带信号处理单元对应的自干扰信号进行互相关，生成多组接收通道数字自干扰对消信号参数，并将参数分配给干扰抑制信号生成单元。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种基于数字自干扰对消的无间隔多通道收发装置，其特征在于：还包括网络应用终端，所述网络应用终端与所述数字信号处理模块相互连接，提供用户对装置的操作控制、无线通信信源产生、无线通信信源接收和装置工作状态显示。
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