本發(fā)明涉及無線通訊領(lǐng)域，特別是涉及一種自干擾信號的消除裝置及消除方法。

背景技術(shù)：

隨著移動通信技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呈指數(shù)增長，這樣快速的數(shù)據(jù)增長給整個無線接入網(wǎng)絡(luò)帶來了巨大壓力，無線網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)容量和頻譜效率都亟待提升?，F(xiàn)有全雙工自干擾消除裝置中都是針對基站設(shè)計的，由于其性能要求高，因此電路規(guī)模過大、成本過高、體積過大，并不能適應(yīng)移動終端的小體積設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種自干擾信號的消除裝置及消除方法，用來解決現(xiàn)有的自干擾消除裝置體積大和成本高的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種自干擾信號的消除裝置，包括：功分器、自干擾信號重建電路、合路器、發(fā)射天線以及接收天線；

信號源經(jīng)過所述功分器分為兩路，一路與所述發(fā)射天線連接，一路與所述自干擾信號重建電路的輸入端連接，所述自干擾信號重建電路的輸出端與所述合路器的第一輸入端連接，所述接收天線的輸出端分別與所述合路器的第二輸入端、所述自干擾信號重建電路的反饋調(diào)節(jié)端連接；

所述發(fā)射天線和所述接收天線設(shè)置在不同的位置。

可選的，所述自干擾信號重建電路包括：衰減器、移相器、自適應(yīng)功率相位控制器；

所述衰減器的輸入端與所述功分器連接，所述衰減器的輸出端與所述移相器的輸入端連接，所述移相器的輸出端分別與所述合路器的輸入端、所述自適應(yīng)功率相位控制器的第一輸入端連接，所述接收天線的輸出端與所述自適應(yīng)功率相位控制器的第二輸入端連接，所述合路器的輸出端與所述自適應(yīng)功率相位控制器的第三輸入端連接；所述自適應(yīng)功率相位控制器的第一輸出端與所述移相器的反饋調(diào)節(jié)端連接，所述自適應(yīng)功率相位控制器的第二輸出端與所述衰減器的反饋調(diào)節(jié)端連接。

可選的，所述消除裝置還包括：第一射頻開關(guān)，所述第一射頻開關(guān)的輸入端與所述移相器的輸出端連接，所述第一射頻開關(guān)的第一輸出端與所述合路器的輸入端連接，所述第一射頻開關(guān)的第二輸出端與所述自適應(yīng)功率相位控制器的第一輸入端連接。

可選的，所述消除裝置還包括：第二射頻開關(guān)，所述第二射頻開關(guān)的輸入端與所述接收天線的輸出端連接，所述第二射頻開關(guān)的第一輸出端與所述合路器的輸入端連接，所述第二射頻開關(guān)的第二輸出端與所述自適應(yīng)功率相位控制器的第二輸入端連接。

可選的，所述消除裝置還包括：第三射頻開關(guān)，所述第三射頻開關(guān)的輸入端與所述合路器的輸出端連接，所述第三射頻開關(guān)的第一輸出端為所述消除裝置的輸出端，所述第三射頻開關(guān)的第二輸出端與所述自適應(yīng)功率相位控制器的第三輸入端連接。

可選的，所述發(fā)射天線和所述接收天線的位置間隔大于8cm。

可選的，所述發(fā)射天線和所述接收天線的極化方式不同。

本發(fā)明還提供了一種自干擾信號的消除方法，包括：

將信號源的信號分為發(fā)射信號和對消信號，將所述發(fā)射信號發(fā)射出去；

獲取接收信號；

根據(jù)所述接收信號對所述對消信號進行功率和相位調(diào)節(jié)，得到重建信號；

對所述接收信號和所述重建信號進行差值運算。

可選的，所述根據(jù)所述接收信號對所述對消信號進行功率和相位調(diào)節(jié)，具體包括:

計算所述接收信號與所述對消信號的功率差值；

根據(jù)所述功率差值對所述對消信號進行調(diào)節(jié)，使所述對消信號與所述接收信號的功率相同，得到第一輸出信號；

將所述接收信號與所述第一輸出信號的進行加法運算，得到輸出信號功率；

計算所述輸出信號功率與預設(shè)值的差值，獲得計算結(jié)果；

根據(jù)所述計算結(jié)果調(diào)節(jié)所述功率控制信號，使所述功率控制信號的相位與所述接收信號的相位相反。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明提供的自干擾信號的消除裝置，通過發(fā)射天線和接收天線分開設(shè)置并且極化隔離，使得天線間的隔離度較高，降低了對模擬消除的要求，因此只需要單路衰減器和移相器就能完成對自干擾信號的消除，電路結(jié)構(gòu)簡單；并且采用發(fā)射天線和接收天線代替環(huán)形器的使用，減小了整個裝置的體積，降低了成本，可以廣泛用于移動通訊終端。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明自干擾信號的消除裝置的實施例1的結(jié)構(gòu)連接圖；

圖2為本發(fā)明自干擾信號的消除裝置的實施例2的結(jié)構(gòu)連接圖

圖3為本發(fā)明的自適應(yīng)功率相位控制器的結(jié)構(gòu)連接圖；

圖4為本發(fā)明自干擾信號的消除方法的實施例的流程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明的目的是提供一種自干擾信號的消除裝置及消除方法，用來解決現(xiàn)有的自干擾消除裝置體積大和成本高的問題。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

實施例1

圖1為本發(fā)明自干擾信號的消除裝置的實施例1的結(jié)構(gòu)連接圖，如圖1所示，一種自干擾信號的消除裝置，包括：功分器101、自干擾信號重建電路102、合路器103、發(fā)射天線以及接收天線。

信號源經(jīng)過功分器101分為兩路，一路與發(fā)射天線連接，一路與自干擾信號重建電路102的輸入端連接，自干擾信號重建電路102的輸出端與合路器103的第一輸入端連接，接收天線的輸出端分別與合路器103的第二輸入端、自干擾信號重建電路102的反饋調(diào)節(jié)端連接；發(fā)射天線和接收天線設(shè)置在不同的位置。

可選的，發(fā)射天線和接收天線的位置間隔大于8cm。

可選的，發(fā)射天線和接收天線的極化方式不同。例如，發(fā)射天線采用+45度極化，而接收天線采用-45度極化，從而達到極化隔離發(fā)射和接收天線的效果，使得接收天線接收到的發(fā)射信號最小。

本實施例利用收發(fā)天線遠距離極化隔離，使得天線間自干擾信號隔離達到30db。由于終端并不采用3dmimo技術(shù)，所以可以采用遠距離物理屏蔽加極化隔離的方式，使得隔離度由環(huán)形器通常的15db增加到30db，比環(huán)形器隔離度高出15db。

本實施例提供的自干擾信號的消除裝置，通過發(fā)射天線和接收天線分開設(shè)置并且極化隔離，使得天線間的隔離度較高，降低了對模擬消除的要求，因此只需要單路自干擾信號重建電路就能完成對自干擾信號的消除，電路結(jié)構(gòu)簡單；并且采用發(fā)射天線和接收天線代替環(huán)形器的使用，減小了整個裝置的體積，降低了成本，可以廣泛用于移動通訊終端。

實施例2

圖2為本發(fā)明自干擾信號的消除裝置的實施例2的結(jié)構(gòu)連接圖，如圖2所示，一種自干擾信號的消除裝置，包括：功分器201、衰減器202、移相器203、自適應(yīng)功率相位控制器208、合路器204、射頻開關(guān)205、射頻開關(guān)206、射頻開關(guān)207、發(fā)射天線以及接收天線。

信號源經(jīng)過功分器201分為兩路，一路與發(fā)射天線連接，一路與衰減器202的輸入端連接，衰減器202的輸出端與移相器203的輸入端連接；由于天線間的隔離度較高，使得裝置對模擬消除的要求較低，可以使用較為簡單的器件，這里用了單路衰減器加移相器的方法來調(diào)節(jié)對消信號的幅度和相位，能在模擬域達到35db的消除。

移相器202的輸出端與射頻開關(guān)205的輸入端連接，射頻開關(guān)205的a輸出端與合路器204的第一輸入端連接，射頻開關(guān)205的b輸出端與自適應(yīng)功率相位控制器208的第一輸入端連接。

接收天線與射頻開關(guān)206的輸入端連接，射頻開關(guān)206的a輸出端與合路器204的第二輸入端連接，射頻開關(guān)206的b輸出端與自適應(yīng)功率相位控制器208的第二輸入端連接。

合路器204的輸出端與射頻開關(guān)207的輸入端連接，射頻開關(guān)207的a輸出端作為輸出信號輸出，射頻開關(guān)207的b輸出端與自適應(yīng)功率相位控制器208的第三輸入端連接。

與傳統(tǒng)的耦合器方案相比，采用射頻開關(guān)控制信號流向從而實現(xiàn)功率采集，使得信號衰減更小，采集到的值也更加精確。

自適應(yīng)功率相位控制器208的第一輸出端與衰減器202的反饋調(diào)節(jié)端連接，自適應(yīng)功率相位控制器208的第二輸出端與移相器203的反饋調(diào)節(jié)端連接。

可選的，發(fā)射天線和接收天線的位置間隔大于8cm。

可選的，發(fā)射天線和接收天線的極化方式不同。例如，發(fā)射天線采用+45度極化，而接收天線采用-45度極化，從而達到極化隔離發(fā)射天線和接收天線的效果，使得接收天線接收到的發(fā)射信號最小。

本實施例利用收發(fā)天線遠距離極化隔離，使得天線間自干擾信號隔離達到30db。由于終端并不采用3dmimo技術(shù)，所以可以采用遠距離物理屏蔽加極化隔離的方式，使得隔離度由環(huán)形器通常的15db增加到30db，比環(huán)形器隔離度高出15db。

本實施例提供的自干擾信號的消除裝置，通過發(fā)射天線和接收天線分開設(shè)置并且極化隔離，使得天線間的隔離度較高，降低了對模擬消除的要求，因此只需要單路衰減器和移相器就能完成對自干擾信號的消除，電路結(jié)構(gòu)簡單；并且采用發(fā)射天線和接收天線代替環(huán)形器的使用，減小了整個裝置的體積，降低了成本，可以廣泛用于移動通訊終端。

圖3為本實施例的自適應(yīng)功率相位控制器208的結(jié)構(gòu)連接圖，如圖3所示，本實施例采用自適應(yīng)功率相位控制器208包括：檢波器301、adc302、自干擾信號功率寄存器303、對消信號功率寄存器304、減法器305、乘法器306、系數(shù)寄存器307、輸出信號功率寄存器308、減法器309、步長控制器310、加法器311、預估最小功率寄存器312和當前相位寄存器313。

檢波器301為自適應(yīng)功率相位控制器208的輸入端，檢波器301的輸出端與adc302的輸入端連接，adc302的輸出端分別與自干擾信號功率寄存器303的輸入端、對消信號功率寄存器304的輸入端、輸出信號功率寄存器308的輸入端連接。

自干擾信號功率寄存器303的輸出端、對消信號功率寄存器304的輸出端與減法器305的輸入端連接；減法器305的輸出端、系數(shù)寄存器307的輸出端與乘法器306的輸入端連接；乘法器306的輸出端與衰減器202的反饋調(diào)節(jié)端連接，用來通過衰減器202調(diào)節(jié)對消信號的功率。

輸出信號功率寄存器308的輸出端、預估最小功率寄存器312的輸出端與減法器309的輸入端連接，減法器309的輸出端、當前相位寄存器313的輸出端與步長控制器310的輸入端連接，步長控制器310的輸出端與加法器311的輸入端連接；加法器311的輸出端與移相器203的反饋調(diào)節(jié)端連接。

在本實施例中的自適應(yīng)功率相位控制器208能自動完成幅度和相位控制而不需要處理器的參與，處理器僅需對原始參數(shù)進行初始化即可，從而節(jié)約處理器資源。與傳統(tǒng)的多抽頭(tap)的射頻消除相比，由于僅有一個抽頭，所以收斂算法也變得更加簡單，可以用簡單的硬件實現(xiàn)而不需復雜的處理器。

本實施例的自干擾信號的消除裝置的分訓練階段和數(shù)據(jù)傳輸階段，在不同的階段射頻開關(guān)打向不同的位置，從而控制信號流向輸出還是流向控制模塊。

自干擾信號的消除裝置的控制方法如下：

訓練階段：

當射頻開關(guān)205的a輸出端、射頻開關(guān)206的b輸出端、射頻開關(guān)207的a輸出端導通時，完成自干擾信號的功率采集；

當射頻開關(guān)205的b輸出端、射頻開關(guān)206的a輸出端、射頻開關(guān)207的a輸出端導通時，完成對消信號的功率采集；

通過衰減器202完成對對消信號的功率調(diào)節(jié)；

當射頻開關(guān)205的a輸出端、射頻開關(guān)206的a輸出端、射頻開關(guān)207的b輸出端導通時，完成對對消信號的相位調(diào)節(jié)。

數(shù)據(jù)輸出階段：

導通射頻開關(guān)205的a輸出端、射頻開關(guān)206的a輸出端、射頻開關(guān)207的a輸出端，輸出自干擾信號消除后的信號。

需要說明的是，射頻開關(guān)205、射頻開關(guān)206和射頻開關(guān)207，在同一時刻，a輸出端和b輸出端只有一個導通。

射頻開關(guān)205、射頻開關(guān)206、射頻開關(guān)207和自適應(yīng)功率相位控制器208都接收移動終端的命令解析器的命令，射頻開關(guān)205、射頻開關(guān)206、射頻開關(guān)207和自適應(yīng)功率相位控制器208根據(jù)移動終端的命令解析器的命令不同而執(zhí)行相應(yīng)的操作。本裝置采用射頻開關(guān)取代耦合器，有衰減小、采集精度高等特點，并有效解決了殘留自干擾信號功率過低導致的檢測難問題。

本發(fā)明還提供了一種自干擾信號的消除方法。圖4為本發(fā)明自干擾信號的消除方法的實施例的流程圖，如圖4所示，自干擾信號的消除方法包括以下步驟：

步驟401，將信號源的信號分為發(fā)射信號和對消信號，將所述發(fā)射信號發(fā)射出去；將信號源的射頻信號通過功分器分為兩路，一路進入發(fā)射天線作為發(fā)射信號，另一路則作為對消信號供消除自干擾使用。由于對消信號與發(fā)射信號完全相同，對消信號經(jīng)過幅度和相位調(diào)節(jié)后，與接收信號合路，即可完成自干擾消除。

步驟402，獲取接收信號；這里的接收信號包括移動終端自身的發(fā)射信號和其他設(shè)備的發(fā)射信號，本方法的目的就是去除自身的發(fā)射信號對其他設(shè)備的發(fā)射信號的干擾。

步驟403，根據(jù)接收信號對對消信號進行功率和相位調(diào)節(jié)，得到重建信號，具體包括以下步驟：

步驟a1，計算所述接收信號與所述對消信號的功率差值；

步驟a2，根據(jù)所述功率差值對所述對消信號進行調(diào)節(jié)，使所述對消信號與所述接收信號的功率相同，得到第一輸出信號；自適應(yīng)功率相位控制器208負責采集對消信號和接收信號的功率，將兩者的功率做差，然后根據(jù)差值來調(diào)節(jié)衰減器的系數(shù)，使得對消信號功率與接收信號功率相等，從而在極短時間內(nèi)完成功率控制。

步驟a3，計算所述接收信號與所述第一輸出信號的功率差值，得到輸出信號功率；

步驟a4，計算所述輸出信號功率與預設(shè)值的差值，獲得計算結(jié)果；

步驟a5，根據(jù)所述計算結(jié)果調(diào)節(jié)所述功率控制信號，使所述功率控制信號的相位與所述接收信號的相位相反。自適應(yīng)功率相位控制器208負責采集輸出信號功率，并根據(jù)該功率尋找最優(yōu)的相位。該器件能在20次迭代內(nèi)找到最優(yōu)值完成相位控制。自適應(yīng)功率相位控制器208從0相位開始以變化的步長遍歷相位，找出輸出殘留自干擾信號功率最低的相位。自適應(yīng)功率相位控制器208內(nèi)部設(shè)有一個預設(shè)值，該值為預計的輸出殘留自干擾信號功率，用采集到的輸出信號功率與該預設(shè)值做差，根據(jù)差來控制相位累加的步長。當輸出信號功率和預設(shè)值的差小于定值且隨相位增加而增加時，結(jié)束迭代，將上次迭代的相位作為最佳相位。

步驟404，對所述接收信號和所述重建信號進行差值運算。通過合路器204對接收信號和重建信號做差值運算并輸出，輸出信號即為沒有自干擾信號的接收信號。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。對于實施例公開的系統(tǒng)而言，由于其與實施例公開的方法相對應(yīng)，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法部分說明即可。

本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。