[發明專利]多維度光電聯合的同時同頻全雙工自干擾抑制系統及方法

有效

• 申請號: 202011185122.4
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112468239B
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 朱舸;李小軍;譚慶貴;董亞洲;王建曉;梁棟;李琪
• 申請（專利權）人: 西安空間無線電技術研究所
• 主分類號: H04B15/00
• 分類號: H04B15/00;H04B1/40;H04B7/185;H04L5/14
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 程何

多維度光電聯合的同時同頻全雙工自干擾抑制系統及方法，屬于微波毫米波通信技術領域。本發明將空域、射頻域、數字信號域與微波光子域、碼域干擾抑制技術結合，形成對同時同頻全雙工自干擾的多維度綜合處理，可達到較高的的干擾抑制度。

技術領域

本發明涉及多維度光電聯合的同時同頻全雙工自干擾抑制系統及方法，屬于微波毫米波通信技術領域。

背景技術

隨著空間通信技術的飛速發展，空間通信模式由單一鏈路發展到星間組網，星群、星座同軌道或異軌道、兩個或多個航天器之間建立的通信鏈路，為航天器實時數據中繼傳輸、擴大航天器通信覆蓋區域、航天器間信息交互與相對狀態確定提供有力支持，同時星地上下行鏈路、星間前返向鏈路的通信工作模式越來越復雜、頻率關系配對越來越困難。目前空間激光通信鏈路主要采用采用頻分雙工的通信方式。頻分雙工射頻前端的收發信號載波頻率不同，通過發射和接收信號在不同頻段的傳輸，隔離收發干擾；頻分雙工通信，空間收發鏈路各占用一個帶寬，帶寬利用率低，同時由于收發頻率一一對應，不利于星間組網擴展。

在頻譜資源日益緊張、用戶數據量急劇增長的今天，與TDMA時分雙工、FDMA頻分雙工方式相比，在同一頻段上同時收發數據，即運行在相同時頻空間的全雙工(CCFD，Co-frequency Co-time Full Duplex)技術，能夠獲得更高的信道容量及頻譜利用率，受到了通信界廣泛關注，有利于提升頻譜資源利用率，優化鏈路工作模式，是緩解頻譜資源緊缺的技術途徑之一。

然而同時同頻全雙工的通信中優于收發頻率相同，收發通道的隔離度提升非常困難，極大限制了本技術的應用。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了多維度光電聯合的同時同頻全雙工自干擾抑制系統，將空域、射頻域、數字信號域與微波光子域、碼域干擾抑制技術結合，形成對同時同頻全雙工自干擾的多維度綜合處理，可達到優于120dB的干擾抑制度。

本發明的技術解決方案是：多維度光電聯合的同時同頻全雙工自干擾抑制系統，包括發射天線、接收天線、三個耦合器和收發信機；

收發信機的發射通道發射射頻信號，輸出至第一耦合器；

所述第一耦合器的輸出端連接發射天線和射頻自干擾模塊，并將來自收發信機的射頻信號分為發射信號和耦合參考信號，分別發送至發射天線和射頻自干擾模塊；

發射信號通過發射天線與接收天線之間的電磁耦合輸入至接收天線，成為自干擾信號，同時接收天線接收來自遠端的接收信號；

射頻自干擾抑制模塊用于根據幅相調整控制信息對接收的耦合參考信號調整幅度和相位，并輸出與自干擾信號等幅反相的射頻自干擾抑制信號至第二耦合器；同時向微波光子射頻自干擾抑制模塊發送耦合參考信號信息；

第二耦合器的輸入端連接接收天線和射頻自干擾抑制模塊，輸出端連接第三耦合器；第二耦合器接收自干擾信號、接收信號和射頻自干擾抑制信號，自干擾信號與射頻自干擾抑制信號完成對消，對消后的自干擾殘余信號和接收信號輸入至第三耦合器；

微波光子射頻自干擾抑制模塊的輸入端連接射頻自干擾抑制模塊，輸出端連接第三耦合器，用于根據幅相調整控制信息將接收的耦合參考信號信息通過低噪聲放大后將射頻信號調制到光頻，在光頻對射頻信號的幅度、相位及波形進行調整后生成微波光子射頻自干擾抑制信號并發送至第三耦合器；

第三耦合器的輸出端連接至收發信機的接收通道，用于將接收信號和對消后的自干擾殘余信號以及微波光子射頻自干擾抑制信號輸入收發信機；

收發信機通過內部本振和接收通道下變頻為基帶數字信號輸入收發信機數字處理單元，在擴頻碼域和數字信號處理域進行動態自干擾消除；并將幅相調整控制信息發送至射頻自干擾抑制模塊和微波光子射頻自干擾抑制模塊。

進一步地，所述發射天線與接收天線在空間上間距10λ～15λ，λ為系統中心工作頻率處的電磁波波長。