[發明專利]頻分全雙工低速高精度邊帶抑制方法

有效

• 申請號: 201810878487.1
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109067424B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 曹文慧;羅國清;潘玉劍;廖臻;錢雅惠
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04B1/525
• 分類號: H04B1/525
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發明公開頻分全雙工低速高精度邊帶抑制方法。本發明對輸入信號進行頻譜搬移后作為公式(5)邊帶抑制模型的輸入；然后對輸出的邊帶信號依次進行濾波處理、干擾信號消除。本發明所提出的邊帶抑制模型是在DVR模型基礎上進行技術改進，不僅可以實現頻譜混疊消除功能，而且可以做到在降低模型系數的同時提高邊帶抑制精度。

技術領域

本發明屬于無線通信與微波技術領域，針對寬帶頻分全雙工收發器的邊帶泄露問題提出低速高精度邊帶抑制解決方法,具體是頻分全雙工低速高精度邊帶抑制方法。此技術可應用于未來5G無線通信系統。

背景技術

得益于雙工機的使用，頻分全雙工收發器的發射通道和接收通道可實現天線共享。由于發射信道中功率放大器的非線性作用，發射端頻譜會出現帶外頻譜衍生問題，內嵌于頻分收發器中的濾波器可以在一定程度上對接收頻段和發射頻段進行隔離。但當邊帶泄露能量過高時，剩余的帶外頻譜會泄露到接收端，降低接收機的靈敏度。

針對發射端帶外頻譜泄露問題，目前依據解決方案的實施位置，分為發射端和接收端抑制策略。發射端抑制方案在發射信道中插入預失真矯正模塊對功率放大器的帶外非線性進行矯正，消除嚴重的帶外頻譜泄露現象，頻分雙工機中的濾波器將進一步抑制帶外干擾信號，從而提高接收端的敏感度。接收端抑制方案則允許帶外頻譜泄露的存在(即放寬對發射端線性度的要求)，通過多種不同的方法產生相同或近似的帶外干擾信息，最后將干擾信息在接收端減掉，從而還原出原始接收信息。

由于接收端抑制策略是本專利的主要研究方向，現就切實有效的數字邊帶抑制方案做進一步介紹。數字邊帶抑制策略主要采用功率放大器行為模型對其非線性特性進行建模。具體操作為：1.功率放大器的原始信息經過功率放大器行為模型(也作邊帶抑制模型)還原出功率放大器的全帶輸出頻譜；2.數字濾波器將對應的泄露干擾信號截取出來，將干擾信號從接收信息中減掉。至此，帶外頻譜衍生對接收機敏感度下降的影響將會消除。

然而，在5G無線通信系統中，發射信號的帶寬在不斷的增大，由于功率放大器的非線性作用，輸出信號帶寬將延拓為輸入信號帶寬的5倍。為了能完整的還原出功率放大器的輸出頻譜，數字端抑制算法的工作速率也將以5倍的速度增加。這就無形中增加了整個系統中ADC，DAC，以及數字模塊的運算速率(即工作帶寬)。若在操作過程中，降低工作帶寬，則會導致頻譜混疊現象，頻譜混疊將會降低擬合的泄露頻譜精度，進而破壞邊帶抑制效果。為解決5G中超大工作帶寬問題，文章《Digital Suppression of Transmitter Leakage in FDDRF Transceivers:Aliasing Elimination and Model Selection》提出了低速數字邊帶抑制算法。此算法提供了頻譜混疊消除方案，使低速邊帶抑制方案首次在理論上成為可能。

頻譜混疊現象出現的原因歸咎于所需采樣點的丟失，上述文章提出了遺失采樣點補償技術，此項技術擯棄了傳統繁瑣的上采樣技術，在低速運行的情況下利用模型交叉項擬合遺失的數據點，并加以理論證明。同時，文章也提及，模型僅能近似遺失數據點，并不能做到精確還原數據信息。經過本專利申請人的長期研究，發現上述模型精度低的原因是由于沒有合理考慮信號相位的非線性特性補償。因此，本專利針對現有技術中存在的不足，在頻譜混疊消除方案的基礎上進行技術改進，提出新穎低速高精度數字邊帶抑制方法。此外，相對于現存技術，所述技術需要的模型系數更少。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足，提出新穎低速高精度數字邊帶抑制方法。本發明抑制方法具體包括以下四個步驟：輸入信號頻譜搬移，邊帶抑制模型構建，邊帶頻譜截取以及干擾信息消除。

步驟(1)、輸入信號頻譜搬移。