一種同時同頻全雙工射頻多子帶自干擾消除方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種同時同頻全雙工射頻多子帶自干擾消除方法，是提高寬帶射頻自干擾抵消性能的有效方法。其步驟是：首先將發(fā)送信號分為兩路，一路送給發(fā)送天線向外輻射無線信號，另一路則送給射頻抵消單元；進入射頻抵消單元的信號被若干個并行的帶通濾波器分為多個子帶信號，并進行射頻自干擾信號重構(gòu)；最后將重構(gòu)的射頻自干擾信號與天線接收的自干擾信號進行抵消處理，同時通過幅度調(diào)整算法模塊調(diào)整各模塊的衰減系數(shù)，達到最佳的自干擾抵消效果。本發(fā)明專利技術(shù)適用于同時同頻全雙工射頻自干擾消除方法，相對現(xiàn)有技術(shù)和方法，該方法將寬帶射頻自干擾信號劃分為多個窄帶信號，且需要調(diào)整的參數(shù)只有幅度衰減一項，故實現(xiàn)簡單、可靠，性能更佳。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種同時同頻全雙工射頻多子帶自干擾消除方法一
本專利技術(shù)涉及一種同時同頻全雙工自干擾消除方法，特別是一種同時同頻全雙工射頻多子帶自干擾消除方法。二
技術(shù)介紹
隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，無線頻譜資源緊缺的問題日益突出。傳統(tǒng)的無線雙工通信方式主要有頻分雙工(FDD，F(xiàn)requencyDivisionDuplexing)或時分雙工(TDD，TimeDivisionDuplexing)，這些雙工通信方式實際上使用了兩個相對獨立的通信信道。同時同頻全雙工技術(shù)(CCFD，Co-timeCo-frequencyFull-Duplex)，由于發(fā)送、接收信號均同時使用同一頻段，頻譜效率在理論上最大可提升一倍，正是這一特點，使CCFD成為5G無線通信的候選技術(shù)之一。CCFD技術(shù)首先要解決的是對強自干擾的抑制或消除，其手段主要有：天線消除、射頻消除和數(shù)字消除。射頻消除是在模數(shù)轉(zhuǎn)換前的射頻前端實施，由于接收端接收的自干擾信號強度遠遠大于有用接收信號，為防止射頻接收通道阻塞，必須對自干擾信號進行射頻消除，使之降到盡可能低的水平，并保證有用接收信號能夠通過模數(shù)轉(zhuǎn)換，進入后續(xù)數(shù)字干擾消除及解調(diào)處理流程。目前，已有不少文獻涉及到射頻消除技術(shù)。如中國專利申請?zhí)?01210035077.3公開了一種單個載體中多種電磁設備間同時同頻工作的方法。其通過增加數(shù)字接口和模擬接口，且各設備在接收流程中通過模擬干擾抑制和數(shù)字干擾抑制技術(shù)去消除干擾影響。該方法給出了一種單個載體中多種電磁設備間同時同頻干擾抑制機制以及初步實現(xiàn)流程，但具體實現(xiàn)方案沒有指出，且系統(tǒng)比較復雜。中國專利申請?zhí)?01310586566.2公開了一種同頻全雙工自干擾抵消裝置。其通過功率檢測模塊和控制模塊來調(diào)整對自干擾信號的抵消。該方法實際上是一種在射頻域進行的自干擾抵消技術(shù)，但其對延遲傳輸線沒有進行自適應調(diào)整，應用場合受限。中國專利申請?zhí)?01310395221.9公開了一種同時同頻全雙工多抽頭射頻自干擾抵消系統(tǒng)及方法，其通過模式識別模塊和調(diào)整算法模塊的聯(lián)合控制延時模塊和多抽頭射頻干擾重建濾波器的幅度、時延和相位等參數(shù)，以達到最優(yōu)的自干擾抵消效果。該方法由于在射頻域調(diào)整的參數(shù)較多，受限于現(xiàn)有技術(shù)和器件水平，其具體實現(xiàn)上難度較大且成本較高。綜上所述，現(xiàn)有射頻自干擾抵消技術(shù)大多只在理論上進行了有益的探討，對具體實現(xiàn)的難度和復雜度考慮較少。當射頻信號帶寬較窄時，雖然可以取得一定的自干擾抵消效果，但當射頻信號帶寬較寬時，由于模擬元器件甚至電路板等都不具備理想的理論特性，其殘存的電感、電容值和非線性等因素將使接收端的自干擾射頻信號，相對于原射頻信號，發(fā)生畸變和扭曲，導致實際自干擾抵消效果欠佳，故現(xiàn)有射頻自干擾抵消技術(shù)需要進行進一步完善和改進。三
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了提高寬帶射頻信號自干擾抵消性能以及降低具體實現(xiàn)的復雜度，提出利用若干個并行的帶通濾波器，將寬帶射頻信號分成多個窄帶射頻信號，并且采用時延固定、只調(diào)整幅度衰減系數(shù)的方法來進行射頻自干擾抵消處理。本專利技術(shù)實現(xiàn)方案簡單、可靠，提高了射頻信號自干擾抵消性能，特別適合寬帶射頻信號的自干擾抵消。本專利技術(shù)是通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種同時同頻全雙工射頻多子帶自干擾消除系統(tǒng)，它包括基帶發(fā)送信號處理單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC、發(fā)送射頻通道、發(fā)送天線、帶通濾波器、自干擾重建模塊、累加器、接收射頻通道、模數(shù)轉(zhuǎn)化器ADC、幅度調(diào)整算法模塊以及基帶接收信號處理單元等部分。其實現(xiàn)的步驟為：第一，基帶發(fā)送信號經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換和射頻通道后分為兩路，一路送給發(fā)送天線向外輻射無線信號，另一路則送給射頻抵消單元進行處理；第二，進入射頻抵消單元的模擬信號經(jīng)過若干個并行的帶通濾波器被分為多個子帶信號，并在幅度調(diào)整算法模塊的控制下，調(diào)整自干擾重建模塊中的衰減系數(shù)，以達到最優(yōu)的射頻信號重構(gòu)；第三，各子帶重構(gòu)的射頻信號經(jīng)過疊加后與天線接收的自干擾信號進行抵消處理，并經(jīng)射頻通道和模數(shù)轉(zhuǎn)換后反饋給幅度調(diào)整算法模塊，幅度調(diào)整算法模塊根據(jù)抵消效果調(diào)整各模塊的衰減系數(shù)，由此完成射頻自干擾抵消的閉環(huán)控制過程。本專利技術(shù)的有益效果為：1、利用多個并行的帶通濾波器，將寬帶射頻信號分成多個窄帶射頻信號分別進行自干擾抵消處理，該方法能有效抑制寬帶射頻自干擾信號；2、采用時延固定、只調(diào)整幅度衰減系數(shù)的方法來進行射頻自干擾抵消處理，該方法實現(xiàn)簡單，可靠。四附圖說明圖1為同時同頻全雙工射頻多子帶自干擾消除方法的系統(tǒng)框圖；圖2為發(fā)送基帶單元框圖；圖3為接收基帶單元框圖。五具體實施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)作進一步描述。1、圖1給出了同時同頻全雙工射頻多子帶自干擾消除方法的系統(tǒng)框圖。一種同時同頻全雙工射頻多子帶自干擾消除系統(tǒng)，它包括基帶發(fā)送信號處理單元、數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC、發(fā)送射頻通道、發(fā)送天線、帶通濾波器、自干擾重建模塊、累加器、接收射頻通道、模數(shù)轉(zhuǎn)化器ADC、幅度調(diào)整算法模塊以及基帶接收信號處理單元等部分。其中，發(fā)送射頻通道的輸出分別和發(fā)送天線以及若干個帶通濾波器相連，控制模塊對所有自干擾重建模塊中的幅度衰減系數(shù)進行調(diào)節(jié)和控制。具體的，自干擾重建模塊包括若干個固定延時器、若干個幅度衰減器以及累加器等。經(jīng)過帶通濾波器產(chǎn)生的子帶自干擾射頻信號，被分為多路，以不同的固定延時參數(shù)進行延時處理，并在幅度調(diào)整算法模塊的控制下，不斷調(diào)節(jié)各路延時信號的幅度衰減系數(shù)，使重構(gòu)的信號更接近真實自干擾射頻信號，從而達到射頻抵消效果最佳。2、其信號處理流程如下：基帶數(shù)字信號db(k)∈{0，1}經(jīng)過基帶發(fā)送處理單元中的調(diào)制后，其輸出為dm(k)∈{-1，1}，然后，經(jīng)過脈沖成型、數(shù)模轉(zhuǎn)換DAC后，輸出時域連續(xù)信號as(t)可以表示為其中k為離散時間變量，T為發(fā)送符號周期，t為連續(xù)時間變量，g(t)為成型脈沖。在經(jīng)過發(fā)送射頻通道的變頻、濾波后，則射頻輸出信號xs(t)為其中Ps為發(fā)送信號功率，fc為發(fā)射載波頻率，φs為發(fā)射載波初始相位。遠端通信節(jié)點的發(fā)射信號xf(t)可表示為其中其中Pf為遠端通信節(jié)點的發(fā)送信號功率，fc為發(fā)射載波頻率，φf為發(fā)射載波初始相位，dfm(k)∈{-1，1}為遠端通信節(jié)點的調(diào)制后符號序列。設自節(jié)點射頻發(fā)送信號帶寬為2B，其經(jīng)過帶通濾波器后為其中N為帶通濾波器的數(shù)目，為各子帶發(fā)射載波中心頻率。經(jīng)自干擾重建模塊后，其重建信號為其中M為延時、衰減處理的數(shù)目，為固定延時參數(shù)，為可變幅度衰減系數(shù)。在接收天線處接收的信號為r(t)＝rf(t)+nf(t)+rs(t)+ns(t)(9)＝Kfxf(t-τf)+nf(t)+Ksxs(t-τs)+ns(t)其中Kf和Ks、τf和τs、nf(t)和ns(t)分別為遠端通信節(jié)點的發(fā)送信號以及自干擾信號的幅度衰減因子、傳播時延和接收噪聲。經(jīng)過射頻抵消后的信號為信號經(jīng)過接收射頻通道以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC后分為兩路，一路基帶處理單元進行濾波、解調(diào)，另一路則反饋給幅度調(diào)整算法模塊，幅度調(diào)整算法模塊首先進行FFT運算，并評估各子帶的射頻抵消性能，根據(jù)評估結(jié)果，產(chǎn)生幅度調(diào)整值去控制自干擾重建模塊中的衰減器，使自干擾信號抵消性能達到最優(yōu)。具體算法可以采用梯度下降及模擬退火等算法。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種同時同頻全雙工射頻多子帶自干擾消除方法，其步驟為：第一，基帶發(fā)送信號經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換和射頻通道后分為兩路，一路送給發(fā)送天線向外輻射無線信號，另一路則送給射頻抵消單元進行處理；第二，進入射頻抵消單元的模擬信號經(jīng)過多個并行的帶通濾波器被分為多個子帶信號，并在幅度調(diào)整算法模塊的控制下，調(diào)整自干擾重建模塊中的衰減系數(shù)，來進行射頻自干擾信號重構(gòu)；第三，各子帶重構(gòu)的射頻自干擾信號經(jīng)過疊加后與天線接收的自干擾信號進行抵消處理，并經(jīng)射頻通道和模數(shù)轉(zhuǎn)換后反饋給幅度調(diào)整算法模塊，幅度調(diào)整算法模塊根據(jù)抵消效果調(diào)整各模塊的衰減系數(shù)，來提高射頻自干擾抵消性能。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種同時同頻全雙工射頻多子帶自干擾消除方法，其步驟為：第一，基帶發(fā)送信號經(jīng)過數(shù)模轉(zhuǎn)換和射頻通道后分為兩路，一路送給發(fā)送天線向外輻射無線信號，另一路則送給射頻抵消單元進行處理；第二，進入射頻抵消單元的模擬信號經(jīng)過多個并行的帶通濾波器被分為多個子帶信號，并在幅度調(diào)整算法模塊的控制下，調(diào)整自干擾重建模塊中的衰減系數(shù)，來進行射頻自干擾信號重構(gòu)；第三，各子帶重構(gòu)的射頻自干擾信號經(jīng)過疊加后與天線接收的自干擾信號進行抵消處理，并經(jīng)射頻通道和模數(shù)轉(zhuǎn)換后反饋給幅度...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：邵震洪，梁濤，陳勇，張亞軍，楊健，
申請(專利權(quán))人：中國人民解放軍總參謀部第六十三研究所，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32