[發(fā)明專利]用于非線性數(shù)字自干擾消除的系統(tǒng)以及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480043885.1
• 申請日: 2014-08-11
• 公開（公告）號: CN105556860B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔正一;馬揚(yáng)克·簡恩;杰夫·梅爾曼;史蒂文·洪
• 申請（專利權(quán)）人: 庫姆網(wǎng)絡(luò)公司
• 主分類號: H04B1/44
• 分類號: H04B1/44
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11262
• 代理人: 寧曉,楊明釗

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2013年8月09日提交的申請序列號為61/864,453的美國臨時申請的利益，其通過此引用以其整體并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及無線通信領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于非線性數(shù)字自干擾消除的新的和有用的系統(tǒng)以及方法。

背景

常規(guī)無線通信系統(tǒng)是半雙工的；也就是說，它們不能夠同時在單個無線通信信道上發(fā)射信號和接收信號。最近，在無線通信領(lǐng)域的工作已導(dǎo)致在開發(fā)全雙工無線通信系統(tǒng)中的進(jìn)步；如果這些系統(tǒng)，被成功地實(shí)現(xiàn)，則可以給無線通信領(lǐng)域提供巨大的益處。例如，由蜂窩網(wǎng)絡(luò)對全雙工通信的使用可以將頻譜需求切成兩半。成功實(shí)現(xiàn)全雙工通信的一個主要障礙是自干擾的問題。雖然在這領(lǐng)域已經(jīng)取得了進(jìn)展，但是旨在解決自干擾的解決方案都未能成功地解決由基帶數(shù)字信號到被發(fā)射的RF信號的轉(zhuǎn)換(在發(fā)射期間)和被接收的RF信號返回到基帶數(shù)字信號的轉(zhuǎn)換(在接收期間)所導(dǎo)致的非線性度。因此，有必要在無線通信領(lǐng)域中來創(chuàng)造用于非線性數(shù)字自干擾消除的新的和有用的系統(tǒng)以及方法。本發(fā)明提供了這樣的新的和有用的系統(tǒng)以及方法。

附圖簡述

圖1是包括數(shù)字和模擬自干擾消除的全雙工無線電的示意圖表示；

圖2是優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)的示意圖表示；

圖3是優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)的示意圖表示；

圖4是優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)的非線性變換器的示意圖表示；

圖5是優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)的示意圖表示；

圖6是優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)的示意圖表示；

圖7是優(yōu)選實(shí)施例的系統(tǒng)的示意圖表示；

圖8A是在發(fā)射信號中的非線性失真的示例信號表示；

圖8B是在發(fā)射信號中的預(yù)失真的示例信號表示；

圖9是優(yōu)選實(shí)施例的方法的步驟流程圖表示；以及

圖10是優(yōu)選實(shí)施例的方法的非線性變換步驟的流程圖表示。

優(yōu)選實(shí)施例的描述

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的以下描述并非旨在將本發(fā)明限制于這些優(yōu)選實(shí)施例，而是以使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠制造并且使用本發(fā)明。

1.全雙工無線通信系統(tǒng)

無線通信系統(tǒng)已經(jīng)徹底改變了世界通信的方式，并且使用這樣的系統(tǒng)的通信的快速增長已經(jīng)在所有地區(qū)和行業(yè)提供了增加的經(jīng)濟(jì)和教育機(jī)會。不幸的是，通信所需的無線頻譜是一種有限的資源，并且在無線通信中的快速增長也使該資源的可用性變成更為稀缺的一個。其結(jié)果是，頻譜效率對于無線通信系統(tǒng)已經(jīng)變得越來越重要。

用于增加頻譜效率的一種有希望的解決方案被在全雙工無線通信系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)；即：能夠在同一時間在同一無線信道上發(fā)射無線信號并且接收無線信號的無線通信系統(tǒng)。與標(biāo)準(zhǔn)半雙工無線通信系統(tǒng)相比，此技術(shù)允許頻譜效率的加倍。

雖然全雙工無線通信系統(tǒng)對于無線通信領(lǐng)域具有實(shí)質(zhì)價(jià)值，但是這樣的系統(tǒng)已知由于自干擾而面臨挑戰(zhàn)；因?yàn)榻邮蘸桶l(fā)射在同一時間在同一信道上發(fā)生，所以在全雙工收發(fā)機(jī)所接收的信號可以包括來自從該收發(fā)機(jī)發(fā)射的信號的不期望的信號分量。其結(jié)果是，全雙工無線通信系統(tǒng)通常包括減少自干擾的模擬和/或數(shù)字自干擾消除電路。

全雙工收發(fā)機(jī)優(yōu)選地將發(fā)射輸出作為基帶數(shù)字信號或作為RF模擬信號來采樣，但是全雙工收發(fā)機(jī)可以附加地或可替代地以任何合適的方式對發(fā)射輸出進(jìn)行采樣。此被采樣的發(fā)射輸出可以由全雙工收發(fā)機(jī)使用以消除來自所接收的無線通信數(shù)據(jù)(例如，如RF模擬信號或基帶數(shù)字信號)的干擾。在許多全雙工收發(fā)機(jī)中，數(shù)字消除系統(tǒng)通過在所接收的基帶信號上施加所發(fā)射的數(shù)字基帶信號的縮放版本來起作用，并且模擬消除系統(tǒng)通過在所接收的RF模擬信號上施加所發(fā)射的RF模擬信號的縮放版本來起作用。該體系結(jié)構(gòu)通常對于減少當(dāng)收發(fā)機(jī)組件以線性狀態(tài)運(yùn)行時的干擾是有效的，但是未能解決由數(shù)據(jù)到所發(fā)射的RF信號的轉(zhuǎn)換(并且反之亦然)所引起的信號非線性度。隨著發(fā)射機(jī)/接收機(jī)功率被增大，這些非線性度可能變得更顯著；結(jié)果，沒有有效的非線性干擾消除的全雙工收發(fā)機(jī)可能由于性能問題而在功率范圍上受到限制。

本文所述的系統(tǒng)以及方法通過提供非線性數(shù)字自干擾消除來增加如圖1中所示的全雙工收發(fā)機(jī)(以及其他適用的系統(tǒng))的性能。其他適用的系統(tǒng)包括主動感測系統(tǒng)(例如，雷達(dá))、有線通信系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)和/或任何其他合適的系統(tǒng)(包括其中發(fā)射頻帶和接收頻帶在頻率上相近但不重疊的通信系統(tǒng))。

2.用于非線性數(shù)字自干擾消除的系統(tǒng)