泄漏消除多输入多输出收发机的制作方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及多输入多输出(Μπω)系统中用于同时发射和接收通信信号的收发机及方法。
【背景技术】
[0002]谱效率是通信系统使用有限频率资源在收发机之间传送信息比特的效率的度量。谱效率通常以每秒以及每赫兹所占带宽传输的信息比特(简而言之，比特/秒/Hz)为单位来进行度量。
[0003]基于多输入多输出(MHTO)收发机的通信系统有望达到的谱效率超出使用单输入单输出(SIS0)收发机所能达到的谱效率。在SIS0系统中，经由发射机和接收机之间的通信信道仅能传输单个信息流，而在Μπω系统中，多于一个的信息流可以复用到发射机和接收机之间的多维Μ頂0通信信道上，或者说，经由发射机和接收机之间的多维Μ頂0通信信道进行传输。
[0004]对于容量的需求不断增加。为了增加容量，可以向ΜΙΜ0天线装置中添加更多天线，以增加Μπω通信信道的维度，从而还可能增加谱效率。然而，向Μπω系统中添加更多天线可能是昂贵的，特别是在天线安装较为复杂且天线硬件通常较为昂贵的微波无线电链路应用等中。
[0005]因此，需要在不向现有Μπω天线装置中添加额外天线的情况下改进ΜΜ0通信系统的谱效率。
【发明内容】
[0006]本公开的一个目的在于提供一种用于在多输入多输出(ΜΙΜ0)系统中同时发射和接收通信信号的收发机，其旨在减轻、缓解或消除现有技术中上述缺点和缺陷中的任意一项或多项或它们的任意组合，并提供一种改进的Μπω收发机。
[0007]该目的通过用于在ΜΙΜ0系统中同时发射和接收通信信号的收发机来实现。该收发机包括天线装置、双工装置和调制解调单元。双工装置适于从调制解调单元接收发射信号，并向天线装置发送发射信号的第一部分。双工装置还适于从天线装置接收接收信号。双工装置还包括干扰消除(1C)单元，该1C单元适于通过将接收信号与发射信号相组合来生成干扰抑制接收信号。双工装置还适于向调制解调单元发送干扰抑制接收信号。
[0008]由于在此公开的这种ΜΜ0收发机包括具有干扰消除特征的双工装置，所以该ΜΙΜ0收发机能够改进接收条件，从而与不具备所述干扰抑制特征的系统相比还可以达到较高的谱效率。
[0009]根据一种方案，接收信号占用第一频带，发射信号的第一部分占用第二频带。另夕卜，第一频带和第二频带至少部分地交迭。收发机因此被设置为在至少部分交迭的频带上同时发射和接收Μ頂0系统中的通信信号。
[0010]由于在此公开的这种Μπω收发机能够在相同频率上进行发射和接收，所以与在分离频率上进行发射和接收的系统相比，更加高效地使用了可用带宽。因此，由于本公开的收发机被设置为在至少部分交迭的频带上同时发射和接收Μπω系统中的信号，所以与不具备这种收发机的Μπω系统(即，在非交迭频带上同时进行发射和接收的收发机)相比，增加了利用所述收发机的Μπω系统的谱效率。在一些系统中，谱效率将加倍，因为先前仅用于发射或接收的频率现在同时用于发射和接收，因此使可用μ?μο系统带宽加倍。
[0011]注意，ΜΠΟ系统谱效率的这种增加可以在不增加更多天线的情况下实现，即，谱效率的这种增加并非如常规ΜΙΜΙ系统那样源于空间复用增益，而是源于对可用频率资源的更高效利用，因为发射和接收可在部分交迭的频带上同时进行。
[0012]根据一种方案，天线装置是视距(L0S)多输入多输出(Μπω)天线装置的一部分。于是，发射信号和接收信号包括被配置为经多个L0S-M頂0信道传输的多个数据流。
[0013]因此，如果LOS-Μηω系统根据本公开被配置为在至少部分交迭的频带上发射和接收信号，则可以增加L0S-MIM0系统的谱效率，而无需增加更多的天线。
[0014]根据一种方案，本公开的收发机还适于发射和接收微波无线电链路通信信号。
[0015]因此，本公开的实施例包括LOS-MHTO微波无线电链路，其被设置为在至少部分交迭的频带上同时进行发射和接收，从而与在分尚频率上进行发射和接收的L0S-MIM0微波无线电链路相比提供增大的谱效率。
[0016]根据一种方案，干扰消除单元包括至少一个双工耦合器，所述双工耦合器被设置为将天线装置连接到调制解调单元中包括的至少一个调制器和至少一个解调器。双工耦合器被设置为将来自所述至少一个调制器的发射信号的一部分转发至天线装置作为发射信号的第一部分，并将来自天线装置的接收信号转发至所述至少一个解调器作为干扰抑制接收信号，其中干扰抑制接收信号被设置为与发射信号相隔离。
[0017]双工耦合器的关键优点在于其提供了发射信号与干扰抑制接收信号之间的隔离。因此，干扰抑制接收信号不会包含源自发射信号的过量干扰。双工耦合器的另一有利特征在于其将调制解调单元中包括的调制器和解调器通信耦接至天线装置。
[0018]根据一种方案，干扰消除单元包括一组自适应滤波器，所述一组自适应滤波器被设置为接收并滤波从调制解调单元接收的发射信号的第二部分以生成一组滤波发射信号。干扰消除单元还适于将从天线装置接收的接收信号与所述一组滤波发射信号相组合以生成干扰抑制接收信号。所述一组自适应滤波器被设置为具有由控制信号确定的传递函数。收发机还包括控制单元，所述控制单元适于生成控制信号，该控制信号被设置为确定所述一组自适应滤波器。的传递函数。控制信号具有降低干扰抑制接收信号中包括的干扰信号的功率的设置，所述干扰信号至少部分地源自发射信号。
[0019]根据一种方案，被设置为由该组自适应滤波器从调制解调单元接收的发射信号的第二部分被设置为经由双工耦合器来接收。
[0020]所述自适应滤波器的优点在于收发机能够抑制干扰抑制接收信号中源自发射信号的干扰信号，即便所述干扰信号不是发射信号的确切拷贝，而是发射信号的函数如线性函数。
[0021]另外，存在于发射信号中且泄漏到所述干扰信号中的任意噪声和失真也通过所公开的系统被解决。不例包括由系统中的功率放大器添加的噪声以及由发射链中的非线性部件导致的非线性。
[0022]根据一种方案，控制单元适于生成控制信号以控制该组自适应滤波器的传递函数，以便最小化发射信号与干扰抑制接收信号之间的相关的幅度。
[0023]上述控制单元的优点在于可以在干扰抑制接收信号中抑制源自发射信号的干扰信号(该干扰信号由发射信号的函数来表征)，即便发射信号的所述函数是时变的，即，该函数随时间演变。
[0024]根据一种方案，双工装置包括与天线装置连接的极化双信器(diplexer)。该极化双信器被设置为从天线装置接收接收信号，将接收信号拆分为水平接收分量和垂直接收分量，并分别在水平极化端口和垂直极化端口上输出水平接收分量和垂直接收分量作为第一接收信号和第二接收信号。水平极化端口和垂直极化端口分别连接到第一干扰消除单元和第二干扰消除单元。第一干扰消除单元适于从调制解调单元接收第一发射信号和第二发射信号，并向水平极化端口转发第一发射信号的第一部分。第二干扰消除单元适于从调制解调单元接收第一发射信号和第二发射信号，并向垂直极化端口转发第二发射信号的第一部分。第一干扰消除单元适于从水平极化端口接收第一接收信号，并通过处理并组合第一发射信号、第二发射信号与第一接收信号来抑制第一接收信号中包括的干扰信号，以生成第一干扰抑制接收信号。第二干扰消除单元适于从垂直极化端口接收第二接收信号，并通过处理并组合第一发射信号、第二发射信号与第二接收信号来抑制第二接收信号中包括的干扰信号，以生成第二干扰抑制接收信号。第一干扰消除单元和第二干扰消除单元还适于分别将第一干扰抑制接收信号和第二干扰抑制接收信号转发至调制解调单元。
[0025]根据一种方案，极化双信器包括正交模变换器(0ΜΤ)。
[0026]根据一种方案，天线装置包括以预定距离间隔设置的第一天线单元和第二天线单元。双工装置还包括第一干扰消除单元和第二干扰消除单元。第一干扰消除单元和第二干扰消除单元适于分别从调制解调单元接收第一发射信号和第二发射信号。第一干扰消除单元适于向第一天线单元转发第一发射信号的第一部分。第二干扰消除单元适于向第二天线单元转发第二发射信号的第一部分。第一干扰消除单元适于从第一天线单元接收第一接收信号，并通过处理并组合第一发射信号与第一接收信号来抑制第一接收信号中包括的干扰信号，以生成第一干扰抑制接收信号。第二干扰消除单元适于从第二天线单元接收第二接收信号，并通过处理并组合第一发射信号与第二接收信号来抑制第二接收信号中包括的干扰信号，以生成第二干扰抑制接收信号。第一干扰消除单元和第二干扰消除单元还适于分别将第一干扰抑制接收信号和第二干扰抑制接收信号转发至调制解调单元。所述干扰信号源自第一发射信号和第二发射信号。
[0027]根据一种方案，第一干扰消除单元和第二干扰消除单元被设置为还分别接收第二发射信号和第一发射信号，分别通过处理并组合第二发射信号与第一接收信号以及处理并组合第一发射信号与第二接收信号来抑制干扰信号，以分别生成第一干扰抑制接收信号和第二干扰抑制接收信号。
[0028]根据一种方案，被设置为从双工装置传送至天线装置的发射信号的第一部分以及被设置为从天线装置传送至双工装置的接收信号共享天线装置的相同物理接口。
[0029]根据一种方案，被设置为从双工装置传送至天线装置的发射信号的第一部分以及被设置为从天线装置传送至双工装置的接收信号经由分离的与天线装置的物理接口来发送和接收。
[0030]根据一种方案，天线装置包括以预定距离间隔设置的第一天线单元和第二天线单元。第一天线单元和第二天线单元被设置为具有聚焦在第一预定方向和第二预定方向上的定向式辐射图。1C单元适于通过向第一天线转发发射信号并从第二天线单元向调制解调单元转发在第二天线单元处接收到的接收信号来组合发射信号和接收信号，其中所述组合经由发射信号从第一天线向第二天线的信号传播来进行。
[0031]因此，第一天线单元和第二天线单元被配置为衰减从第一天线单元向第二天线单元传播的发射信号，因此在干扰降低接收信号中抑制了源自发射信号的干扰。根据该方案，1C单元被配置为在调制解调单元与天线装置之间正确地转发发射和接收信号，并因此包括较低的复杂度，因为1C单元通过使用第一和第二天线单元之间的传播有助于发射和接收信号的组合。
[0032]本公开的另一目的在于提供一种用于在ΜΜ0系统中发射和接收通信信号的方法，其旨在减轻、缓解或消除现有技术中上述缺点和缺陷中的任意一项或多项或它们的任意组合。该另一目的通过一种用于在多输入多输出(MHTO)系统中在部分交迭的频带中发射和接收通信信号的方法来实现。该方法包括如下步骤:在双工装置中从调制解调器接收发射信号，以及从双工装置向天线装置转发所述发射信号的第一部分。该方法还包括如下步骤:在双工装置中从天线装置接收接收信号，以及通过将接收信号与发射信号组合来抑制接收信号中包括的干扰信号，以生成干扰抑制接收信号，其中，该干扰信号源自发射信号，干扰抑制接收信号占用第一频带，发射信号的第一部分占据第二频带，第一频带和第二频带至少部分交迭。该方法还包括如下步骤:从双工装置向调制解调器转发干扰抑制接收信号。
[0033]因此，由于在干扰抑制接收信号中抑制了接收信号中源自发射信号的干扰，所以发射信号的第一部分和接收信号可以占据至少部分交迭的频带，而不会在干扰抑制接收信号中导致过量干扰。这增加了 Μπω系统的谱效率，因为通过实施本方法的收发机，先前仅用于发射或仅用于接收的频带现在可以用于在无线电链路跳的相同侧同时发射和接收信号。
[0034]根据一种方案，抑制步骤进一步包括通过一组自适应滤波器进行滤波的步骤，其中该组自适应滤波器被设置为接收并滤波发射信号的第二部分以生成一组滤波信号。抑制步骤还包