共享式全雙工大規(guī)模天線陣列及自干擾的隔離和抑制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開了一種共享式全雙工大規(guī)模天線陣列及其自干擾的隔離和抑制方法，屬于無線通信、天線技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們對無線通信的服務(wù)質(zhì)量和速度體驗的要求不斷提升，無線通信也迅猛發(fā)展。近幾年出現(xiàn)的大規(guī)模天線多輸入多輸出(large-scale antenna，massive ΜΙΜΟ)技術(shù)和全雙工(full-dupelx)技術(shù)在頻譜資源一定的情況下可以充分地提高頻譜利用率，提高用戶的傳輸速率和系統(tǒng)的吞吐量，明顯改善用戶的體驗。共享式全雙工大規(guī)模天線系統(tǒng)能夠利用大規(guī)模天線信號處理技術(shù)抑制全雙工系統(tǒng)中的自干擾(self-1nterference)，同時又具備時分雙工(TDD)系統(tǒng)的上下行信道互易特性，所以是一種能夠很好的滿足人們將來需求的通信技術(shù)。
[0003]然而全雙工技術(shù)的最大問題在于前端自干擾過于強大，常常使接收器出現(xiàn)飽和，從而影響后繼其它信號處理技術(shù)對自干擾的抑制。接收器飽和是因為發(fā)射器發(fā)出的射頻信號很強，鄰近的接收器接收到這些強度遠(yuǎn)高于遠(yuǎn)端有用信號的干擾信號，導(dǎo)致其無法識別出遠(yuǎn)端發(fā)送來的弱有用信號。因此，如何減小系統(tǒng)發(fā)射端對接收端的前期自干擾，保證全雙工大規(guī)模天線通信系統(tǒng)順利進(jìn)行自干擾抑制后期處理，是全雙工技術(shù)中的關(guān)鍵問題。
[0004]目前全雙工大規(guī)模天線陣列自干擾隔離和抑制的研宄的大多是針對于分離天線陣列，對于共享式全雙工大規(guī)模天線陣列的自干擾隔離和抑制方面的研宄報道很少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了共享式全雙工大規(guī)模天線陣列及自干擾的隔離和抑制方法。該方法采用物理隔離，簡便且容易實現(xiàn)，可以有效防止接收器進(jìn)入飽和狀態(tài)。在使用一幅大規(guī)模天線陣同時作為發(fā)射和接收天線的基礎(chǔ)上，明顯減少天線陣內(nèi)天線間的自干擾，同時又不會影響到天線陣本身的特性。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0007]一種共享式全雙工大規(guī)模天線陣列，所述天線陣列為使用同一副天線陣列和同一頻率資源并且同時發(fā)射和接收射頻信號的大規(guī)模天線，還包括共享式環(huán)行器全雙工器件，天線間的隔離通過淺隔離箱或隔離格來實現(xiàn)，天線陣列中的各個天線單元安裝于淺隔離箱或隔離格內(nèi)，隔離箱或隔離格朝向移動終端側(cè)呈開放狀態(tài)，無屏蔽遮擋，隔離箱側(cè)面的高度稍超過天線伸出的高度，使得在減小天線間直線視距干擾的前提下盡可能擴(kuò)大天線陣的視角，隔離箱采用對電磁波有明顯吸收作用的吸波材料制成。
[0008]本發(fā)明還提出一種采用上述共享式全雙工大規(guī)模天線陣列的自干擾隔離和抑制方法，該方法包括以下過程:
[0009]過程1.射頻信號經(jīng)環(huán)行器饋送給天線陣，天線向外發(fā)送電磁波；
[0010]過程2.天線陣列各天線同時在接收遠(yuǎn)端信號和天線陣列自身發(fā)射的信號；
[0011]過程3.隔離箱隔離天線間直線視距上的自干擾，在很大程度上減小鄰近天線間對發(fā)射信號的吸收；
[0012]過程4.環(huán)行器送回的信號包括遠(yuǎn)端有用信號和被隔離衰減后的自干擾信號，衰減后的自干擾信號防止接收器進(jìn)入接收飽和狀態(tài)；
[0013]過程5.系統(tǒng)對接收器混合信號做后繼的信號處理，分離有用的遠(yuǎn)端信號。
[0014]該方法可以有效減小天線陣列中各天線相互間對發(fā)射信號的吸收，防止接收器進(jìn)入飽和狀態(tài)，保證系統(tǒng)對接收到的混合信號的后繼處理，便于分離出有用信號。
【附圖說明】
[0015]圖1:本發(fā)明原理示意圖；
[0016]圖2:本方法的工作過程。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合【具體實施方式】，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明，但不限于此例。
[0018]本發(fā)明的實施方式涉及一種共享式全雙工大規(guī)模天線陣列，如圖1所示。該天線陣列包括大規(guī)模天線陣和環(huán)行器。天線間的自干擾是通過隔離箱進(jìn)行衰減。隔離箱由吸波材料制成，比如結(jié)構(gòu)型或涂層型等吸波材料。
[0019]該隔離方法包括以下過程:
[0020]過程1.基站的基帶信號經(jīng)過射頻調(diào)制后，形成可以發(fā)送的下行射頻信號，該信號經(jīng)過環(huán)行器饋送給天線陣列，天線陣列各天線子單元向用戶發(fā)送下行射頻電磁波；
[0021]過程2.陣列天線的子單元會接收遠(yuǎn)端用戶發(fā)來的上行射頻信號，該信號包含用戶的通信信息。此時該天線子單元也會接收到鄰近的其他天線子單元發(fā)送的下行射頻信號，該信號對天線陣列接收的上行射頻信號來說是一種強自干擾；
[0022]過程3.自干擾中最嚴(yán)重的部分為直線視距(LOS)干擾，位于天線子單元間的隔離箱可以吸收和隔離各天線子單元間在直線視距上的自干擾。剩余的如繞射和反射等自干擾信號，雖然仍會進(jìn)入到接收天線，但相對于LOS干擾，其強度大大減小。吸收和隔離后的自干擾信號可以有效防止接收器處于飽和狀態(tài)；
[0023]過程4.陣列天線子單元將含有部分自干擾的上行射頻信號，經(jīng)環(huán)行器送入系統(tǒng)的下一級，準(zhǔn)備做進(jìn)一步處理；
[0024]過程5.系統(tǒng)對從回環(huán)器送來的混合有剩余自干擾信號的上行射頻信號做后繼干擾抑制處理，比如采用迫零檢測(Zero-Forcing)和最大比發(fā)射和接收(Maximal-Rat1Transmiss1n/Maximal-Rat1 Combining)等大規(guī)模天線線性信號處理方法，分離出有用的遠(yuǎn)端用戶信號。
[0025]該過程持續(xù)進(jìn)行，如圖2。
【主權(quán)項】
1.一種共享式全雙工大規(guī)模天線陣列，所述天線陣列為使用同一副天線陣列和同一頻率資源并且同時發(fā)射和接收射頻信號的大規(guī)模天線，還包括共享式環(huán)行器全雙工器件，天線間的隔離通過淺隔離箱或隔離格來實現(xiàn)，天線陣列中的各個天線單元安裝于淺隔離箱或隔離格內(nèi)，隔離箱或隔離格朝向移動終端側(cè)呈開放狀態(tài)，無屏蔽遮擋，隔離箱側(cè)面的高度稍超過天線伸出的高度，使得在減小天線間直線視距干擾的前提下盡可能擴(kuò)大天線陣的視角，隔離箱采用對電磁波有明顯吸收作用的吸波材料制成。2.一種采用如權(quán)利要求1所述共享式全雙工大規(guī)模天線陣列的自干擾隔離和抑制方法，該方法包括以下過程: 過程1.射頻信號經(jīng)環(huán)行器饋送給天線陣，天線向外發(fā)送電磁波； 過程2.天線陣列各天線同時在接收遠(yuǎn)端信號和天線陣列自身發(fā)射的信號； 過程3.隔離箱隔離天線間直線視距上的自干擾，在很大程度上減小鄰近天線間對發(fā)射信號的吸收； 過程4.環(huán)行器送回的信號包括遠(yuǎn)端有用信號和被隔離衰減后的自干擾信號，衰減后的自干擾信號防止接收器進(jìn)入接收飽和狀態(tài)； 過程5.系統(tǒng)對接收器混合信號做后繼的信號處理，分離有用的遠(yuǎn)端信號。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種共享式全雙工大規(guī)模天線陣列及自干擾的隔離和抑制方法。其中該天線陣列是可以同時發(fā)射和接收信號的大規(guī)模天線陣列。天線間的隔離通過淺隔離箱或隔離格來實現(xiàn)，天線陣列的中的各個天線單元安裝于淺隔離箱內(nèi)，隔離箱朝向移動終端側(cè)呈開放狀態(tài)，無屏蔽遮擋。隔離箱采用對電磁波有明顯吸收作用的吸波材料制成。該方法可以有效隔離和抑制直線視距(LOS)自干擾的強度。
【IPC分類】H04B7/04
【公開號】CN104980203
【申請?zhí)枴緾N201510333498
【發(fā)明人】劉琚, 邢朋波, 翟超, 王新華
【申請人】山東大學(xué)
【公開日】2015年10月14日
【申請日】2015年6月16日