[發(fā)明專利]一種同時同頻全雙工信號接收方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110572937.6
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113315531B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設計）人: 張昌明;余顯斌;李雪敏;沈捷
• 申請（專利權）人: 之江實驗室
• 主分類號: H04B1/10
• 分類號: H04B1/10;H04B1/12;H04B1/525
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

本發(fā)明公開了一種同時同頻全雙工信號接收方法，該方法包括：將發(fā)送基帶信號作為自干擾參考信號，構建自干擾后對接收信號執(zhí)行初級自干擾消除；將初級自干擾消除信號通過定時同步環(huán)路，由重采樣a實現(xiàn)在有用信號最佳采樣點的定時恢復，并將定時同步環(huán)路中的定時誤差信號通過低通濾波后，控制重采樣b1和重采樣b2分別實現(xiàn)對自干擾參考信號和接收信號的最佳采樣點恢復；利用重采樣后的自干擾參考信號和接收信號執(zhí)行聯(lián)合自干擾消除與均衡，再通過信號解調完成對有用信號的接收。通過以上方法，可以顯著增強同時同頻全雙工的自干擾消除能力，提升有用信號的接收性能。

技術領域

本發(fā)明涉及無線通信和信號處理領域，尤其涉及一種同時同頻全雙工信號接收方法。

背景技術

同時同頻全雙工技術是指設備的發(fā)送和接收鏈路工作在相同時隙相同頻段上，相對于現(xiàn)有的半雙工技術(包括時分雙工和頻分雙工)，理論上可使頻譜效率提升100％。在頻譜資源日益短缺和無線傳輸速率需求不斷增長的情況下，同時同頻全雙工技術成為B5G/6G的核心技術之一，在學術界和產(chǎn)業(yè)界得到了廣泛關注。然而，同時同頻全雙工技術面臨突出的自干擾，其功率可能遠超有用信號功率，而且難以消除到理想水平，也正因如此，當前各研究機構和企業(yè)開發(fā)出的原型機的性能指標還無法滿足市場應用需求，頻譜效率提升量離理想值還有較大差距。

圖1為同時同頻全雙工收發(fā)機結構示意圖。發(fā)送端信號經(jīng)過基帶處理之后，由數(shù)字模擬變換器(Digital-to-Analog Converter,DAC)將信號從數(shù)字域轉到模擬域，經(jīng)混頻器將模擬信號的頻率搬移到所需頻段，再由功率放大器(Power Amplifier，PA)放大后從天線發(fā)出。發(fā)送信號的一部分通過天線泄露或環(huán)境反射及散射進入接收端，形成自干擾信號并與接收有用信號混疊，從天線接收的信號經(jīng)過低噪聲放大器(Low-Noise Amplifier，LNA)放大后，由混頻器和濾波器共同作用得到對應的模擬基帶信號，再經(jīng)模擬數(shù)字變換器(Analog-to-Digital Converter，ADC)采樣得到數(shù)字信號后進入接收基帶，其中，發(fā)送的基帶信號也作為自干擾參考信號進入接收基帶中，用以重建自干擾信號并實現(xiàn)自干擾消除。除了接收基帶之外，也可以在天線域或射頻域實現(xiàn)自干擾消除，但天線域或射頻域的自干擾消除能力有限，接收機性能主要由基帶自干擾消除保障，本發(fā)明將針對基帶部分的信號接收過程進行創(chuàng)新。此外，圖1中發(fā)送端和接收端采用一個相同的本振即共本振結構實現(xiàn)頻譜搬移，實際系統(tǒng)中也可以采用獨立本振的結構，但共本振結構可以避免因相位噪聲而造成較大的不利影響。

現(xiàn)有同時同頻全雙工技術通常將自干擾消除和有用信號接收過程分開處理，如圖2所示。自干擾參考信號用于重建自干擾信號，再將重建結果從接收信號中減去實現(xiàn)自干擾消除。自干擾重建一般通過自適應方式完成，包括最小均方(Least Mean Square，LMS)算法、遞歸最小二乘(Recursive Least Square，RLS)算法、頻域塊最小均方(Frequency-domain Block Least Mean Square，F(xiàn)BLMS)算法等。隨后，將自干擾消除結果視作有用信號，通過定時同步環(huán)路在有用信號的最佳采樣點上實現(xiàn)重采樣，定時同步環(huán)路包括重采樣、定時誤差提取、環(huán)路濾波、數(shù)控振蕩器(Numerical Controlled Oscillator，NCO)。最后，對重采樣后的信號執(zhí)行均衡和解調，即完成了有用信號的接收過程，均衡一般也在解調誤差的驅動下自適應完成。這里，在自干擾消除過程中，自干擾參考信號和接收信號中的自干擾部分都源自于本端設備，時鐘信息已經(jīng)對齊，因此不需要執(zhí)行定時同步，而自干擾消除后的有用信號源自于對端設備，時鐘頻率與本端設備可能存在偏差，因此需通過定時同步來實現(xiàn)最佳采樣點的重采樣恢復。