[发明专利]频分全双工低速高精度边带抑制方法

说明书

本发明公开频分全双工低速高精度边带抑制方法。本发明对输入信号进行频谱搬移后作为公式(5)边带抑制模型的输入；然后对输出的边带信号依次进行滤波处理、干扰信号消除。本发明所提出的边带抑制模型是在DVR模型基础上进行技术改进，不仅可以实现频谱混叠消除功能，而且可以做到在降低模型系数的同时提高边带抑制精度。

技术领域

本发明属于无线通信与微波技术领域，针对宽带频分全双工收发器的边带泄露问题提出低速高精度边带抑制解决方法,具体是频分全双工低速高精度边带抑制方法。此技术可应用于未来5G无线通信系统。

背景技术

得益于双工机的使用，频分全双工收发器的发射通道和接收通道可实现天线共享。由于发射信道中功率放大器的非线性作用，发射端频谱会出现带外频谱衍生问题，内嵌于频分收发器中的滤波器可以在一定程度上对接收频段和发射频段进行隔离。但当边带泄露能量过高时，剩余的带外频谱会泄露到接收端，降低接收机的灵敏度。

针对发射端带外频谱泄露问题，目前依据解决方案的实施位置，分为发射端和接收端抑制策略。发射端抑制方案在发射信道中插入预失真矫正模块对功率放大器的带外非线性进行矫正，消除严重的带外频谱泄露现象，频分双工机中的滤波器将进一步抑制带外干扰信号，从而提高接收端的敏感度。接收端抑制方案则允许带外频谱泄露的存在(即放宽对发射端线性度的要求)，通过多种不同的方法产生相同或近似的带外干扰信息，最后将干扰信息在接收端减掉，从而还原出原始接收信息。

由于接收端抑制策略是本专利的主要研究方向，现就切实有效的数字边带抑制方案做进一步介绍。数字边带抑制策略主要采用功率放大器行为模型对其非线性特性进行建模。具体操作为：1.功率放大器的原始信息经过功率放大器行为模型(也作边带抑制模型)还原出功率放大器的全带输出频谱；2.数字滤波器将对应的泄露干扰信号截取出来，将干扰信号从接收信息中减掉。至此，带外频谱衍生对接收机敏感度下降的影响将会消除。

然而，在5G无线通信系统中，发射信号的带宽在不断的增大，由于功率放大器的非线性作用，输出信号带宽将延拓为输入信号带宽的5倍。为了能完整的还原出功率放大器的输出频谱，数字端抑制算法的工作速率也将以5倍的速度增加。这就无形中增加了整个系统中ADC，DAC，以及数字模块的运算速率(即工作带宽)。若在操作过程中，降低工作带宽，则会导致频谱混叠现象，频谱混叠将会降低拟合的泄露频谱精度，进而破坏边带抑制效果。为解决5G中超大工作带宽问题，文章《Digital Suppression of Transmitter Leakage in FDDRF Transceivers:Aliasing Elimination and Model Selection》提出了低速数字边带抑制算法。此算法提供了频谱混叠消除方案，使低速边带抑制方案首次在理论上成为可能。

频谱混叠现象出现的原因归咎于所需采样点的丢失，上述文章提出了遗失采样点补偿技术，此项技术摈弃了传统繁琐的上采样技术，在低速运行的情况下利用模型交叉项拟合遗失的数据点，并加以理论证明。同时，文章也提及，模型仅能近似遗失数据点，并不能做到精确还原数据信息。经过本专利申请人的长期研究，发现上述模型精度低的原因是由于没有合理考虑信号相位的非线性特性补偿。因此，本专利针对现有技术中存在的不足，在频谱混叠消除方案的基础上进行技术改进，提出新颖低速高精度数字边带抑制方法。此外，相对于现存技术，所述技术需要的模型系数更少。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提出新颖低速高精度数字边带抑制方法。本发明抑制方法具体包括以下四个步骤：输入信号频谱搬移，边带抑制模型构建，边带频谱截取以及干扰信息消除。

步骤(1)、输入信号频谱搬移。