[發(fā)明專利]一種校正相位噪聲的多接收通道全雙工收發(fā)裝置與方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010027835.1
• 申請(qǐng)日: 2020-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111245464B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 全欣;范平志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B1/40
• 分類號(hào): H04B1/40;H04B1/10;H04L5/14
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

本發(fā)明公開(kāi)了一種校正相位噪聲的多接收通道全雙工收發(fā)裝置與方法，包括天線、時(shí)鐘單元、發(fā)射通道、接收通道和信號(hào)處理單元，其中，時(shí)鐘單元連接發(fā)射通道、接收通道以及信號(hào)處理單元，產(chǎn)生為發(fā)射信號(hào)提供上混頻本振信號(hào)和為接收信號(hào)提供多個(gè)下混頻本振信號(hào)，多個(gè)下混頻本振信號(hào)由上混頻信號(hào)通過(guò)不同的時(shí)延調(diào)整后產(chǎn)生；接收通道連接時(shí)鐘單元和信號(hào)處理單元，采用多個(gè)混頻器對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行下混頻；信號(hào)處理單元連接發(fā)射通道和接收通道，對(duì)接收的射頻信號(hào)與下混頻本振信號(hào)進(jìn)行混頻的接收信號(hào)進(jìn)行自干擾抑制和有用信號(hào)解調(diào)。本發(fā)明通過(guò)調(diào)整下混頻本振信號(hào)的延時(shí)，補(bǔ)償接收多徑自干擾信號(hào)中的相位噪聲，再利用自干擾抑制算法，校正自干擾信號(hào)中的相位噪聲。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全雙工接收機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種校正相位噪聲的多接收通道全雙工收發(fā)裝置與方法。

背景技術(shù)

隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，全球移動(dòng)用戶數(shù)量迅猛增長(zhǎng)，移動(dòng)業(yè)務(wù)類型日趨多樣化，頻譜資源與移動(dòng)業(yè)務(wù)需求之間的矛盾日益激化，提高頻譜效率的技術(shù)成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)。同時(shí)同頻全雙工技術(shù)利用同一載波頻率同時(shí)發(fā)射、接收信號(hào)，與傳統(tǒng)時(shí)分雙工和頻分雙工相比，可以將頻譜效率提高一倍，因此在學(xué)術(shù)和工業(yè)界獲得了廣泛關(guān)注。

由于同時(shí)同頻全雙工在同一頻率同時(shí)發(fā)射、接收信號(hào)，發(fā)射信號(hào)會(huì)進(jìn)入本地接收機(jī)，對(duì)遠(yuǎn)端有用信號(hào)形成強(qiáng)干擾，惡化有用信號(hào)接收性能。因此同時(shí)同頻全雙工的關(guān)鍵問(wèn)題是消除自干擾，即到達(dá)本地接收機(jī)的本地發(fā)射信號(hào)。目前，學(xué)術(shù)界已經(jīng)形成空間域、模擬域和數(shù)字域三類自干擾抑制技術(shù)，通過(guò)相互配合，來(lái)達(dá)到最大自干擾抑制效果。

然而在工程應(yīng)用中，本振信號(hào)的相位噪聲會(huì)限制上述自干擾抑制技術(shù)的抑制效果，對(duì)實(shí)現(xiàn)同時(shí)同頻全雙工技術(shù)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。當(dāng)同時(shí)同頻全雙工鏈路中存在相位噪聲時(shí)，直接進(jìn)行自干擾抑制，會(huì)擴(kuò)大自干擾信道估計(jì)誤差，降低自干擾抑制能力。同時(shí)，現(xiàn)有相位噪聲校正技術(shù)的校正效果不佳，在高功率場(chǎng)景中，難以達(dá)到自干擾一致要求。

目前相位噪聲校正一般以相位噪聲估計(jì)為基礎(chǔ)，而采用此類方法存在以下問(wèn)題：

1.估計(jì)算法復(fù)雜度高：由于相位噪聲是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程，相位噪聲估計(jì)需要在每個(gè)采樣點(diǎn)上實(shí)施，導(dǎo)致采用高精度估計(jì)算法的復(fù)雜度很高。例如，參考文獻(xiàn)[1]E.Ahmed,A.M.Eltawil,“On phase noise suppression in full-duplex systems,”IEEETrans.Wireless Communication.,vol.14,no.3,pp.1237-1251,March 2015.中，OFDM同時(shí)同頻全雙工鏈路中根據(jù)MMSE準(zhǔn)則進(jìn)行相位噪聲估計(jì)，算法復(fù)雜度至少與子載波總數(shù)的平方成正比；參考文獻(xiàn)[2]R.Li,A.Masmoudi,T.Le-Ngoc,“Self-interference cancellationwith nonlinearity and phase noise suppression for full-duplex system,”IEEETrans.Veh.Tech.,vol.67,no.3,pp.2118-2129,March 2018.中，需要多次迭代才能達(dá)到抑制效果因此高精度估計(jì)算法難以應(yīng)用在實(shí)際工程中，特別是寬帶發(fā)射信號(hào)。

2.抑制效果不足：由于自干擾抑制的期望是完全重建自干擾，而相位噪聲估計(jì)始終會(huì)受到噪聲和遠(yuǎn)端有用信號(hào)的影響，存在估計(jì)誤差，導(dǎo)致自干擾重建信號(hào)與接收自干擾信號(hào)存在差異，限制相位噪聲校正效果。例如，參考文獻(xiàn)[3]V Syrjala,K.Yamamoto,“Self-interference cancellation in full-duplex radio transceivers with oscillatorphase noise,”in European Wireless Conf.,Barcelona,Spain,May 2014.中,采用基于相位噪聲參數(shù)估計(jì)的方法校正相位噪聲，對(duì)自干擾抑制能力的提升最大為10dB，在大功率應(yīng)用場(chǎng)景下，達(dá)不到自干擾抑制需求。