[发明专利]一种用于多圈UCA阵列的通信干扰消除装置有效

专利信息
申请号: 202110390805.1 申请日: 2021-04-12
公开(公告)号: CN113114384B 公开(公告)日: 2022-12-06
发明(设计)人: 赵宇;周斌;于伟;卜智勇 申请(专利权)人: 上海瀚讯信息技术股份有限公司
主分类号: H04B15/00 分类号: H04B15/00;H04B7/0413
代理公司: 上海智信专利代理有限公司 31002 代理人: 杨怡清
地址: 200335 上海市*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 用于 uca 阵列 通信 干扰 消除 装置
【说明书】:

发明涉及一种用于多圈UCA阵列的通信干扰消除装置,包括多圈UCA阵列以及沿所述多圈UCA阵列产生的天线信号走向依次排布的移相器网络结构、射频链路、模数转换器和数字信号处理器,移相器网络结构包括:第一级移相器网络,包括若干组移相单元,每组移相单元包括若干个移相器和一个加法器,且加法器与若干个移相器相连;第二级移相器网络,包括若干组移相单元,每组移相单元包括若干个移相器和一个加法器,且加法器与若干个移相器相连;其中,第一级移相器网络的每个加法器与第二级移相器网络的每组移相单元中的一个移相器相连。本发明通过两级移相器网络的联合作用,可在射频域显著消除多圈UCA的信号干扰,提高无线通信性能。

技术领域

本发明涉及无线通信领域,更具体地涉及一种用于多圈UCA阵列的通信干扰消除装置。

背景技术

随着无线通信技术的发展,对信道容量的要求也不断提高。MIMO(多进多出)技术可以在不增加功率和带宽的情况下显著提升信道容量,具体地而言,即信道容量随着天线数的增加而增加。为了大幅提升信道容量,5G通信采用大规模MIMO技术,天线数可达成百上千根。5G大规模MIMO系统中一般使用均匀线阵或者方形阵列,主要目的是进行多波束复用通信,通过灵活调整多个波束的指向来对多个用户同时进行通信。而均匀圆环天线阵(UCA)因其独特的拓扑结构,可以生成环状波束。理想情况下,使用多圈UCA可以生成多个具有一定隔离度的环状波束,波束复用可显著提高无线通信性能。

近年来,轨道角动量(OAM)无线通信因其独特的模态正交性引起广泛关注。OAM在时间和频率这两个自由度之外又提供生成OAM。给UCA每个阵元馈以等幅等相差的激励信号即可生成OAM涡旋信号。OAM的模态正交性是提升信道容量的关键,但理想的模态正交性只有在收发UCA共轴和视距的情况下才成立。实际的通信场景中存在多径、非共轴等非理想因素,会破坏OAM的正交性,模态之间隔离度下降,限制信道容量的提升。这种情况下,干扰消除对于UCA就显得尤为重要。

传统的干扰消除技术一般是在数字域对干扰进行估计和均衡。当干扰较弱时,接收信号功率波动较小,ADC(模数转换器)可以工作在线性区,模数转化的量化误差较小,干扰可以较为准确地反映在数字基带上。此时采用数字域干扰消除技术效果较好,基带数字处理可以对干扰进行估计和消除。当存在强干扰(如军用通信系统中的恶意强干扰)时,仅仅在数字域进行干扰消除不再满足性能需求。主要原因是当存在强干扰时,接收信号功率可能会非常大,使得ADC达到饱和,模数转化结果误差增大,模拟误差无法准确反映到数字基带上,数字域干扰消除性能受限,通信性能急剧下降。因此,有必要在射频域对强干扰进行消除。

发明内容

为解决上述现有技术中的问题,本发明提供一种用于多圈UCA阵列的通信干扰消除装置,在射频域消除外界的强干扰信号,提高无线通信性能。

本发明提供的一种用于多圈UCA阵列的通信干扰消除装置,包括多圈UCA阵列以及沿所述多圈UCA阵列产生的天线信号走向依次排布的移相器网络结构、射频链路、模数转换器和数字信号处理器,所述移相器网络结构包括:

第一级移相器网络,包括若干组移相单元,每组移相单元包括若干个移相器和一个加法器,且所述加法器与所述若干个移相器相连。

第二级移相器网络,包括若干组移相单元,每组移相单元包括若干个移相器和一个加法器,且所述加法器与所述若干个移相器相连。其中,

所述第一级移相器网络的每个加法器与所述第二级移相器网络的每组移相单元中的一个移相器相连。

所述多圈UCA阵列包括若干圈UCA,每圈UCA均匀放置若干个天线单元。

所述第一级移相器网络的移相单元的组数与所述多圈UCA阵列的UCA的圈数相等,且所述第一级移相器网络中每组移相单元的移相器的个数与所述多圈UCA阵列的每圈UCA的天线单元的个数相等。

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