[发明专利]全双工通信装置和操作全双工通信装置的方法

说明书

本发明涉及一种能够经由通信信道与另一通信装置(110a‑c)进行全双工通信的通信装置(100)，所述通信装置(100)包括：至少两个发射机天线(101)和至少一个接收机天线(103)，其中至少两个发射机天线(101)与发射机滤波器相关联，并且至少一个接收机天线(103)与接收机滤波器相关联并且其中至少两个发射机天线(101)和至少一个接收机天线(103)限定自干扰信道；以及确定器(105)，被配置为将所述发射机滤波器确定为匹配滤波器和迫零滤波器的线性组合，所述匹配滤波器朝向所述通信信道，所述迫零滤波器朝向所述自干扰信道，其中确定器(105)被配置为基于权重因子α来确定朝向所述自干扰信道的所述迫零滤波器对所述发射机滤波器的贡献，其中权重因子α取决于所述自干扰信道的信道状态信息，所述通信信道的信道状态信息，所述接收机滤波器以及预定义的自干扰阈值。

技术领域

通常，本发明涉及无线通信。更具体地说，本发明涉及能够进行全双工通信的多天线通信装置以及操作这种通信装置的方法。

背景技术

带内全双工(full-duplex，FD)无线电设备，即能够在相同频带上同时发送和接收信号的设备，理论上相对于半双工(half-duplex，HD)设备，该设备可以加倍传输的吞吐量。在实践中，带宽占用(例如，相对于频分双工(frequency-division duplex，FDD)方法)以及使用的信道数量(例如，相对于时分双工方式(time-division duplex，TDD))两者与HD操作相比，将显著减少。

一个关键问题通常阻碍实际系统中FD无线电设备的有效实施和采用：物理限制使得FD无线电的发送(TX)和接收(Rx)天线之间不能完全隔离。因此，在RX链中出现较强的自干扰(self-interference，SI)，从而降低了接收信号的信号与干扰加噪声比(signal tointerference plus noise ratio，SINR)。因此，为了保护输入信号，发射机(TX)在传输(TX)功率方面受到严格的限制，该功率不能超过一定的门限。

现有技术的解决方案能够将自干扰消除(SI cancellation，SIC)技术用于FD设备的RX链。这些SIC技术旨在将SI的强度至少降低到本底噪声电平，并增加FD设备的最大允许TX功率。然而，如果考虑到当前移动设备非常低的本底噪声以及现有FD设备有限的SIC能力，可以理解的是，在现有设备中仍然存在TX功率的隐含上界。因此，在TX功率范围从几瓦到几十瓦的室外场景中采用FD无线电，在不牺牲其性能的情况下似乎是不可能的。

在文献中已经提出了许多解决方案来消除出现在RX链中的SI，这些方案接近FD通信的理论吞吐量。这些用于FD无线电的SIC技术可以分为两大类：模拟和数字消除。只要将SI降低到与本底噪声相同的水平，就可以实现完美的SIC，因此只有当TX功率和本底噪声之间的间隙低于一定值时才能实现。在D.Wu和R.Negi于2004年9月在IEEE_J_VT第53卷，第5号，第1547-1557页的“用于服务质量保证的蜂窝网络中的下行链路调度(Downlinkscheduling in a cellular network for quality-of-service assurance)”一文中证明了这方面的显著结果(即，在80MHz的带宽上达到110dB的SIC)。在2013年，在中国香港的SIGCOMM的D.Bharadia，E.McMilin和S.Katti的“全双工无线电(Full Duplex Radios)”中针对单天线和多天线设置提出了混合模拟/数字消除算法。然而，尽管其性能令人印象深刻，但只有在FD无线电的TX功率小于给定阈值的情况下才能保证该解决方案的完全有效性。这可以通过使用空间SIC来保证。