使用多个衰减延时消除干扰的系统和方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的相夺引用
[0002] 本申请要求于2012年6月8日提交的名称为"多抽头前馈消除"的美国临时专 利申请No.61/657567的权益，并且本申请为于2013年2月7日提交的名称为"全双工信 号整形的系统和方法"的美国专利申请No. 13/762043的部分继续申请，该美国专利申请 No. 13/762043要求于2012年2月8日提交的名称为"在任意光谱片段上的用于全双工通 信的使能算法和RF电路"美国临时专利申请号No. 61/596628的权益，上述申请的内容通过 参考的方式以其全部内容并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明涉及无线通信系统，并且更具体地涉及在全双工通信系统中对自干扰的消 除和减少。
【背景技术】
[0004] 在半双工模式下操作的无线通信系统可以使用相同的频率以发送或接收数据。当 在全双工模式中操作时，系统可以同时发送和接收数据，但是数据的同时发送和接收发生 在不同频率处。例如，全双工手机使用第一频率用于信号的发送，并且使用第二频率用于信 号的接收。在常规的无线系统中，使用相同的频率用于同时的发送和接收导致在接收器处 的大量的自干扰，从而致使在接收期望信号中系统无效。减少全双工无线通信系统中的自 干扰信号仍然是个挑战。
【发明内容】
[0005] 根据本发明的实施方式的无线通信设备部分地包括：用于接收或发射信号的至少 一个天线和适用于消除或减少自干扰信号的消除电路。该消除电路部分地包括：控制块、N 个延时和衰减路径、组合器和减法器。每个路径包括延时元件和关联可变衰减器，该衰减器 的衰减水平响应于所述控制块而改变。每个路径接收所述发射信号的样本并且生成样本信 号的延时和加权的版本。组合器适用于将样本信号的N个延时和加权的版本组合以构成用 于表示自干扰信号的第一部分的信号。减法器适用于将构成的信号从接收信号中减去。N 为大于或等于2的整数。
[0006] 在一个实施方式中，由延时元件中的至少一个所生成的延时比在减法器处接收的 发射信号的样本的到达时间更短，并且由延时元件中的至少另一个生成的延时比在减法处 的发射信号的样本的到达时间更长。在一个实施方式中，N个路径包括形成延时路径的M个 关联对的2M个路径。由延时路径的每个关联对的延时元件生成的延时形成这样一种窗，在 所述窗中，发射信号的第二样本到达减法器。
[0007] 在一个实施方式中，N等于2N，因此是一个偶数。在另一个实施方式中，N为奇数， 因此2M个路径形成N个路径的子集。在一个实施方式中，根据所述自干扰信号的估计和中 心在M个窗的边界处的2M个正弦函数的相交值，所述控制器确定可变衰减器的衰减水平。 在一个实施方式中，2M个正弦函数的至少一个子集的峰值被选择为实质上等于自干扰信号 的估计的幅度。
[0008] 在一个实施方式中，消除电路还部分地包括：适用于生成发射信号的样本至延时 路径的分离器。在一个实施方式中，减法器为平衡至非平衡转换器。在一个实施方式中，通 信设备还包括具有耦合至天线的第一端口、耦合至无线通信设备的发送线路的第二端口和 耦合至无线通信设备的接收线路的第三端口的隔离器。在一个实施方式中，隔离器为循环 器。
[0009] 在一个实施方式中，无线通信还部分地包括：适配为对所述减法器的输出信号进 行下变频的下变频器；适用于将下变频信号的未选择部分滤波掉的滤波器；和适用于将滤 波器的输出信号转换成数字信号的模数转换器。在一个实施方式中，无线通信设备还部分 地包括适配为将自干扰信号的第二部分从所述模数转换器的输出信号中移除的处理引擎。 该处理引擎可选择地包括多个可编程滤波器。在一个实施方式中，无线通信还部分地包括： 适配为对发射信号进行上变频的上变频转换器；适用于将上变频信号的未选择部分滤波掉 的滤波器；和适用于将滤波器的输出信号转换成模拟信号的数模转换器。
[0010] 根据本发明的一个实施方式的消除或减少自干扰信号的方法部分地包括：在接收 器处接收发射信号的第一样本；生成发射信号的第一样本的N个延时版本；使N个延时信 号衰减以生成N个衰减并且延时的信号；将N个衰减并且延时的信号组合以生成用于表示 自干扰信号的第一部分的组合信号；并且将组合信号从接收信号中减去。
[0011] 在一个实施方式中，与发射信号的第一样本的N个延时版本中的第一延时版本关 联的延时设置为小于发射信号的第二样本的到达时间的值，而与发射信号的第一样本的N 个延时版本中的第二延时版本关联的延时设置为小于发射信号的第二样本的到达时间的 值。
[0012] 在一个实施方式中，消除的方法还部分地包括：从N个延时路径形成M个时间窗； 并且选择N个延时，使得所述发射信号的第二样本的到达时间落入M个时间窗的每个中。在 一个实施方式中，N等于2M并且因此为偶数。在另一个实施方式中，N为奇数，因此2M个路 径形成N个路径的子集。在一个实施方式中，控制器确定根据自干扰信号的估计和中心在 M个窗的边界处的2M个正弦函数的相交的值而确定的衰减水平。在一个实施方式中，2M个 正弦函数的至少一个子集的峰值选择为实质上等于自干扰信号的估计的幅度。在一个实施 方式中，发射信号的第一样本经由分离器接收。在一个实施方式中，组合信号经由平衡至非 平衡转换器从接收信号中减去。
[0013] 在一个实施方式中，消除的方法还部分地包括：将隔离器的第一端口耦合至由所 述接收器用于接收信号的天线；将隔离器的第二端口耦合至所述接收器；并且将隔离器的 第三端口耦合至在接收器处引起自干扰的发射器。在一个实施方式中，隔离器为循环器。
[0014] 在一个实施方式中，消除的方法还部分地包括：对组合信号和接收信号之间的差 进行下变频以生成下变频信号；将下变频信号的未选择部分滤波掉；并且将已滤波信号转 换成数字信号。在一个实施方式中，消除的方法还部分地包括将自干扰信号的第二部分从 转换的数字信号中移除。
[0015] 在一个实施方式中，消除的方法还部分地包括使用多个可编程滤波器将自干扰信 号的第二部分从转换的数字信号中移除。在一个实施方式中，消除的方法还部分地包括：对 发射信号进行上变频；将上变频信号的未选择部分滤波掉；并且将已滤波信号转换成模拟 信号。
【附图说明】
[0016] 图1为根据本发明的一个实施方式的全双工无线通信系统的简化框图。
[0017] 图2为根据本发明的另一个实施方式的全双工无线通信系统的简化框图。
[0018] 图3为根据本发明的一个实施方式的设置在图1和图2的全双工无线通信系统中 的衰减和延时电路的简化框图。
[0019] 图4显示根据本发明的一个实施方式的第一和第二窗，第一和第二窗的每个由图 3的衰减和延时电路的不同对关联路径的延时来限定。
[0020] 图5显示根据本发明的一个实施方式在自干扰信号与中心在图4的第一窗的边界 处的正弦函数对之间的相交。
[0021] 图6显示根据本发明的一个实施方式应用至在限定图5中显示的第一窗的路径中 传播的信号对的衰减的水平。
[0022] 图7显示根据本发明的一个实施方式中心在自干扰信号和在图4的第二窗的边界 处的正弦函数对之间的相交。
[0023] 图8显示根据本发明的一个实施方式应用至在限定图5中显示的第一窗的路径中 传播的两个信号对的衰减的水平。
[0024] 图9为显示根据本发明的一个实施方式在延时/衰减路径的数量和消除量之间的