[發明專利]一種自適應無線全雙工模擬自干擾消除方法及系統

有效

• 申請號: 201410790577.7
• 申請日: 2014-12-18
• 公開（公告）號: CN105763494B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 張中山;陳朝喜;任玉鑫;祝新鵬;王興;隆克平
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

本發明提供一種自適應無線全雙工模擬自干擾消除方法及系統，有助于提高消除自干擾信號的性能。所述方法包括：獲取對消信號和接收信號；將對消信號和接收信號接入微處理器；通過微處理器對接入的信號進行處理；反饋調節對消信號的相位和幅度，直至所述對消信號與所述接收信號中的自干擾信號的相位相反、幅度相等。所述系統包括：獲取單元，用于獲取對消信號和接收信號；接入單元，用于將所述對消信號和接收信號接入微處理器；處理單元，用于通過所述微處理器對接入的信號進行處理；調節單元，用于反饋調節所述對消信號的相位和幅度，直至所述對消信號與所述接收信號中的自干擾信號的相位相反、幅度相等。本發明適用于全雙工通信技術領域。

技術領域

本發明涉及全雙工通信技術領域，特別是指一種自適應無線全雙工模擬自干擾消除方法及系統。

背景技術

隨著科學的進步和無線通信技術的飛速發展，無線通信頻譜資源緊張并且分配問題越來越緊張的情況下。當前的無線網絡架構的通信方式主要有三種：單工、半雙工及全雙工。全雙工通信是指發送設備和接收設備雙方在發送的同時也可以接收信息的一種通信方式。全雙工通信方式中可以分為頻分雙工(Frequency Division Multiple Access，FDMA)和時分雙工(Time Division Multiple Access，TDMA)。頻分雙工是利用頻率來分割信號的收發的，上傳和下載使用不同的頻段，即頻率偏移(Frequency Offset)。時分雙工是利用時間段來分割信號的收發的，即一段時間接收，一段時間發射，交替進行，時分雙工通信在上下行不對稱的網絡中，有明顯的優點，它可以動態調整上行和下行的帶寬來分配不同的上傳和下載速率。

無線通信技術日新月異，無線通信領域正著手研究另一個項無線通信方式，學術界稱其為同時同頻無線全雙工通信。按照字面的意思理解即是收發雙方在同一頻率下，同時進行收發數據。倘若按照以上的設想，同時同頻無線全雙工通信能夠應用于無線通信領域，那么將會對現有的無線通信領域產生以下的影響：

(1)緩解無線頻譜資源緊張的急切問題。從原理上來講，同時同頻無線全雙工通信的帶寬是FDMA帶寬的一半，容量是TDMA的兩倍。這將給我們的通信帶來很大的改觀。在無線點對點全雙工通信系統中，在保持雙向信道系統88％的可靠性這一條件下，可以達到其它普通雙工通信系統容量的1.84倍。

(2)多跳網絡中端到端延遲的問題可以得到有效地緩解。

(3)星形網絡結構中由于介質訪問控制(Media Access Control，MAC)調度帶來的網絡擁塞等問題可以得到有效的緩解。

(4)可以有效地緩解現有網絡中存在的終端隱藏的問題。

無線同時同頻全雙工通信提出的時間并不算長，然而，無線同時同頻全雙工通信技術一旦成熟，對無線通信領域將是一場深刻的革新，這將是無線通信領域繼FDMA,TDMA,碼分多址(Code Division Multiple Access，CDMA)的另一種通信方式。

實現上述問題涉及到種種因素，但是，實現其關鍵因素是如何降低和消除同時同頻通信時的自干擾信號。造成上述自干擾信號的原因是其信號來源是發射信號和接收信號屬于同一頻率信號，在一個同時具有接收天線和發射天線的設備上，發射天線不能距離接收天線太近的距離，否則，接收到的信號將是前一級發射信號和后一級發射信號的疊加，這就導致了信號的混疊現象，對設備的接收造成了干擾。綜上所述，自干擾消除是解決同時同頻無線全雙工通信的一個關鍵因素所在。

概括起來，目前無線全雙工模擬自干擾消除的架構包括以下四種：(1)第一種是天線式干擾消除，即在接收天線接收的時候進行消除；(2)第二種是前饋式干擾消除，即天線接收后進行自干擾消除；(3)第三種是平衡網絡干擾消除，利用設計使電路的對成型把接收到的信號進行模擬消除；(4)第四種是反射系數調節干擾消除法，調節發射末級的器件反射系數的大小以實現單天線全雙工收發數據。以上方法通過手動操作消除接收信號中的自干擾型號，操作連續性差，速度慢，失誤率高及調節性能低下。