[发明专利]全双工自干扰抑制方法及装置

权利要求书

1.一种全双工自干扰抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取本地发射射频信号和本地接收基带模拟信号，以建立自干扰信道模型，其中，所述获取本地发射射频信号和本地接收的基带模拟信号，以建立自干扰信道模型，进一步包括：在进行同时同频全双工通信之前，使得远端发射机处于未工作状态，且本地发射机发射前导序列，以从所述本地发射射频信号中抽取信号，并通过下变频和模数转换为第一数字信号，且从所述本地接收基带模拟信号中抽取信号，并通过模数转换成第二数字信号；以及将所述第一数字信号和所述第二数字信号及本地发射的基带数字信号建立所述自干扰信道模型；具体地：假设本地发射的基带数字信号为经过数模转换变成基带模拟信号dⁿ(t)，其中，h(t-kT_s)为归一化成型脉冲函数，T_s为采样周期，k为数字信号的序号，t为时间；假设本地发射的射频信号为xⁿ(t)：xⁿ(t)＝gⁿ(dⁿ(t))exp(j2πf_ct)，其中，f_c为载波的中心频率，gⁿ(d)为本地射频通道等效的非线性函数；假设远端发射的基带数字信号为经过数模转换变成基带模拟信号d^f(t)，则：假设远端发射的射频信号为x^f(t)：x^f(t)＝g^f(f^f(t))exp(j2πf_ct)，其中，g^f(d)为远端射频通道等效的非线性函数，本地接收的射频信号表示为：r(t)＝x^f(t)*hf(t)+xⁿ(t)*hⁿ(t)+n(t)，其中，h^f(t)表示从远端发射机到本地接收机信道传输的冲击响应，hⁿ(t)表示从本地发射机到本地接收机信道传输的冲激响应，*表示卷积运算，n(t)表示加性噪声；通过从本地发射的射频信号中抽取信号xⁿ(t)，经过下变频和模数转换，得到：在进行同时同频全双工通信之前，远端发射机处于未工作状态，本地接收的射频信号表示为：r(t)＝xⁿ(t)*hⁿ(t)+n(t)，经过下变频模块，本地接收的基带模拟信号表示为：zⁿ(t)＝gⁿ(dⁿ(t)))*hⁿ(t)，通过从本地接收的基带模拟信号中抽取信号zⁿ(t)，经过模数转换，得到：利用发射信号抽取到的和估计出本地射频通道等效的非线性函数gⁿ(d)以及从本地发射机到本地接收机信道传输的冲激响应hⁿ(t)；非线性函数gⁿ(d)表示成泰勒级数展开的形式：gⁿ(d)＝∑_ma_md^m，则其中a_m是第m次幂项的系数；利用已知的发射信号和抽取得到的通过解方程求得a_m，从而得到非线性函数gⁿ(d)；从本地发射机到本地接收机信道传输冲激响应hⁿ(t)表示为抽头延时的形式：其中是第k个抽头的系数；利用抽取得到的和通过解方程求得

利用所述自干扰信道模型并通过数字激励重建数字干扰信号，并通过DAC将所述数字干扰信号转换成模拟自干扰信号，其中，所述数字自干扰信号为：其中，T_s为采样周期，k为数字信号的序号，为发射信号，gⁿ(d)为本地射频通道等效的非线性函数，hⁿ(t)为从所述本地发射机到本地接收机信道传输的冲激响应，所述模拟自干扰信号为：其中，h(t-kT_s)表示为归一化成型脉冲函数，k为数字信号的序号，t为时间，为所述数字自干扰信号；以及

从所述本地接收基带模拟信号中消除所述模拟自干扰信号，以完成全双工自干扰抑制，其中，所述从所述本地接收的基带模拟信号中消除所述自干扰信号，进一步包括：将所述模拟自干扰信号输入加法器，并且将所述模拟自干扰信号从所述本地接收基带模拟信号中消除；其中，通过消除公式将所述模拟自干扰信号从所述本地接收基带模拟信号中消除，其中，所述消除公式为：其中，为所述模拟自干扰信号，zⁿ(t)为本地接收的基带模拟信号。

2.一种全双工自干扰抑制装置，其特征在于，包括：

建模模块，用于获取本地发射射频信号和本地接收基带模拟信号，以建立自干扰信道模型，其中，所述建模模块进一步用于：在进行同时同频全双工通信之前，使得远端发射机处于未工作状态，且本地发射机发射前导序列，以从所述本地发射射频信号中抽取信号，并通过下变频和模数转换为第一数字信号，且从所述本地接收基带模拟信号中抽取信号，并通过模数转换成第二数字信号；以及将所述第一数字信号和所述第二数字信号及本地发射的基带数字信号建立所述自干扰信道模型，具体地：假设本地发射的基带数字信号为经过数模转换变成基带模拟信号dⁿ(t)，其中，h(t-kT_s)为归一化成型脉冲函数，T_s为采样周期，k为数字信号的序号，t为时间；假设本地发射的射频信号为xⁿ(t)：xⁿ(t)＝gⁿ(dⁿ(t))exp(j2πf_ct)，其中，f_c为载波的中心频率，gⁿ(d)为本地射频通道等效的非线性函数；假设远端发射的基带数字信号为经过数模转换变成基带模拟信号d^f(t)，则：假设远端发射的射频信号为x^f(t)：x^f(t)＝g^f(d^f(t))exp(j2πf_ct)，其中，g^f(d)为远端射频通道等效的非线性函数，本地接收的射频信号表示为：r(t)＝x^f(t)*h^f(t)+xⁿ(t)*hⁿ(t)+n(t)，其中，h^f(t)表示从远端发射机到本地接收机信道传输的冲击响应，hⁿ(t)表示从本地发射机到本地接收机信道传输的冲激响应，*表示卷积运算，n(t)表示加性噪声；通过从本地发射的射频信号中抽取信号xⁿ(t)，经过下变频和模数转换，得到：在进行同时同频全双工通信之前，远端发射机处于未工作状态，本地接收的射频信号表示为：r(t)＝xⁿ(t)*hⁿ(t)+n(t)，经过下变频模块，本地接收的基带模拟信号表示为：zⁿ(t)＝gⁿ(dⁿ(t)))*hⁿ(t)，通过从本地接收的基带模拟信号中抽取信号zⁿ(t)，经过模数转换，得到：利用发射信号抽取到的和估计出本地射频通道等效的非线性函数gⁿ(d)以及从本地发射机到本地接收机信道传输的冲激响应hⁿ(t)；非线性函数gⁿ(d)表示成泰勒级数展开的形式：gⁿ(d)＝∑_ma_md^m，则其中a_m是第m次幂项的系数；利用己知的发射信号和抽取得到的通过解方程求得a_m，从而得到非线性函数gⁿ(d)；从本地发射机到本地接收机信道传输冲激响应hⁿ(t)表示为抽头延时的形式：其中是第k个抽头的系数；利用抽取得到的和通过解方程求得

重建转换模块，用于利用所述自干扰信道模型并通过数字激励重建数字干扰信号，并通过DAC将所述数字干扰信号转换成模拟自干扰信号，其中，所述数字自干扰信号为：其中，T_s为采样周期，k为数字信号的序号，为发射信号，gⁿ(d)为本地射频通道等效的非线性函数，hⁿ(t)为从所述本地发射机到本地接收机信道传输的冲激响应，所述模拟自干扰信号为：其中，h(t-kT_s)表示为归一化成型脉冲函数，k为数字信号的序号，t为时间，为所述数字自干扰信号；

消除模块，用于从所述本地接收基带模拟信号中消除所述模拟自干扰信号，以完成全双工自干扰抑制，所述消除模块，进一步用于：将所述模拟自干扰信号输入加法器，并且将所述模拟自干扰信号从所述本地接收基带模拟信号中消除；其中，通过消除公式将所述模拟自干扰信号从所述本地接收基带模拟信号中消除，其中，所述消除公式为：其中，为所述模拟自干扰信号，zⁿ(t)为本地接收的基带模拟信号；

所述装置还包括：下变频模块、两个ADC模块、数字自干扰重建模块、DAC模块和加法器模块，其中，下变频模块和一个ADC模块用于将本地发射射频信号转变为数字信号，另一个ADC模块用于将本地接收基带模拟信号转变为数字信号，数字自干扰重建模块用于估计自干扰信号传输信道并重建数字自干扰信号，DAC模块将重建的数字自干扰信号转换成模拟自干扰信号，加法器用于抵消本地接收基带模拟信号中的自干扰信号。