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CN103685098A - 一种干扰信号的处理方法、装置和系统 - Google Patents

一种干扰信号的处理方法、装置和系统 Download PDF

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CN103685098A CN201210329936.XA CN201210329936A CN103685098A CN 103685098 A CN103685098 A CN 103685098A CN 201210329936 A CN201210329936 A CN 201210329936A CN 103685098 A CN103685098 A CN 103685098A
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Abstract

本发明实施例提供了一种干扰信号的处理方法、装置和系统，以消除全双工多天线系统中的干扰信号。所述方法包括：接收无线信号，所述信号包括发射天线的自干扰信号，所述自干扰信号包括第一自干扰信号、和第二自干扰信号；利用第一参考信号对接收的所述信号进行一级干扰抵消处理，以消除所述第一自干扰信号；利用第二参考信号对经过所述一级干扰抵消处理后的所述信号进行二级干扰抵消处理，以消除所述第二自干扰信号。

Description

一种干扰信号的处理方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及通信领域，具体涉及一种干扰信号的处理方法、装置和系统。
背景技术
在移动蜂窝通信系统、无线局域网、固定无线接入等无线通信系统中，基站或接入点、中继站以及用户设备等通信节点通常具有发射自身信号和接收其它通信节点信号的能力。无线全双工技术在相同无线信道上同时进行接收与发送操作，理论上频谱效率是现有的频分双工或时分双工技术的两倍，逐渐成为大家关注的下一代通信热点技术。实现无线全双工的前提在于尽可能地避免、降低与消除同一收发信机的发射信号对接收信号的强干扰，使之不对有用信号的正确接收造成影响。
而且，在无线通信系统中，传播环境远比点到点无线通信复杂，无线信号以非视距传播为主，通信两端的距离可能远至数百米或更大，而MIMO在这些系统中已广泛应用。例如，在LTE、UMTS等移动蜂窝通信系统中，基站至少配置为两发两收天线，收发信号的功率差通常可达80dB～140dB甚至更大。在这些系统中，现有的无线全双工技术中，MIMO场景中各发射天线的无线信号都会耦合到每个接收天线，而现有技术只能抵消单一发射天线或部分发射天线的自干扰，干扰抑制的效率不高，无法有效地消除全双工多天线系统中的干扰信号。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种干扰信号的处理方法、装置和系统，以消除全双工多天线系统中的干扰信号。
第一方面，本发明实施例提供了一种干扰信号处理方法，所述方法包括：接收无线信号，所述信号包括发射天线的自干扰信号，所述自干扰信号包括第一自干扰信号、和第二自干扰信号，所述第一自干扰信号的功率大于第一功率阈值，所述第一自干扰信号的时延小于第一时延阈值，所述第二自干扰信号的功率小于所述第一功率阈值且大于第二功率阈值，所述第二自干扰信号的时延大于所述第一时延阈值且小于第二时延阈值；利用第一参考信号对接收的所述信号进行一级干扰抵消处理，以消除所述第一自干扰信号，所述第一参考信号通过对本地发射信号耦合获得；利用第二参考信号对经过所述一级干扰抵消处理后的所述信号进行二级干扰抵消处理，以消除所述第二自干扰信号，所述第二参考信号通过对本地发射信号耦合获得。
在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述自干扰信号还包括第三自干扰信号，所述第三自干扰信号的功率小于所述第二功率阈值，所述第三自干扰信号的时延大于所述第二时延阈值；在所述进行二级干扰抵消处理之后，所述方法还包括：利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理，以消除所述第三自干扰信号；所述第三参考信号包括：发射端的数字基带信号，对发射端的数字基带信号进行补偿的信号，或对第一参考信号进行下变频及模数变换得到的信号。
结合第一方面或第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第一自干扰信号包括主径自干扰信号，若收发采用不同天线，所述主径自干扰信号由本地发射信号经过直视路径进入本地接收端而生成，若收发共用天线，所述主径自干扰信号由本地发射信号经过收发隔离器泄漏到本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或本地的一个发射天线的发射信号；所述进行一级干扰抵消处理以消除所述第一自干扰信号：所述进行一级干扰抵消处理以消除主径自干扰信号。
结合第一方面或第一方面上述的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第二自干扰信号包括近区反射自干扰信号，所述近区反射自干扰信号由本地发射信号经过近区的散射体反射后的非直视路径进入本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或包括本地的一个发射天线的发射信号；所述进行二级干扰抵消处理以消除所述第二自干扰信号包括：进行二级干扰抵消处理以消除所述近区反射自干扰信号。
结合第一方面或第一方面上述的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第三自干扰信号包括远区反射自干扰信号，所述远区反射自干扰信号由本地发射信号经过远区的散射体反射后的非直视路径进入本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或包括本地的一个发射天线的发射信号；所述进行三级干扰抵消处理以消除所述第三自干扰信号包括：进行三级干扰抵消处理以消除所述远区反射自干扰信号。
结合第一方面或第一方面上述的实现方式，在第五种可能的实现方式中，在所述进行一级干扰抵消处理以消除所述第一自干扰信号之后，所述方法还包括，对消除所述第一自干扰信号的所述信号进行低噪声放大处理；所述利用第二参考信号对经过一级干扰抵消处理后的所述信号进行二级干扰抵消处理包括，利用第二参考信号对经过一级干扰抵消处理、低噪声放大处理处理的所述信号号进行二级干扰抵消处理。
结合第一方面或第一方面上述的实现方式，在第六种可能的实现方式中，在消除所述第二自干扰信号之后所述方法还包括，对消除所述第二自干扰信号后的所述信号进行下变频处理；所述利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理包括：所述利用第三参考信号对经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理、下变频处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理。
结合第一方面或第一方面上述的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理包括：将对经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号。
结合第一方面或第一方面上述的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理还包括：将经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号与第四参考信号经过滤波处理后的信号相减；所述第四参考信号利用如下信号获得：第三参考信号、发射天线的模拟基带信号、对发射天线的模拟基带信号进行补偿的信号、或对第一参考信号经过下变频得到的信号；所述所述将对经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号包括：将经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号与第四参考信号经过滤波处理后的信号相减，对相减后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号。
结合第一方面或第一方面上述的实现方式，在第九种可能的实现方式中，若本地端包括多个本地发射天线，所述第一参考信号包括多个第一子参考信号，第一自干扰信号包栝多个第一子自干扰信号，每个所述第一子自干扰信号对应所述多个本地发射天线中的每个本地发射天线，所述第一子参考信号是通过对第一子自干扰信号对应的本地发射天线的发射信号耦合获得所述利用第一参考信号对接收的所述信号进行一级干扰抵消处理，包括：利用第一子参考信号对接收的所述信号进行多个一级子处理；所述进行所述一级子处理包括：将所述一级子处理待处理的信号减去第一子参考信号经过延迟和幅度相位调整后的信号，以消除与所述第一子参考信号对应的本地发射天线对应的第一子自干扰信号。
结合第一方面或第一方面上述的实现方式，在第十种可能的实现方式中，若本地端包括多个本地发射天线，所述第二参考信号包括多个第二子参考信号，第二自干扰信号包栝多个第二子自干扰信号，每个所述第二子自干扰信号对应所述多个本地发射天线中的每个本地发射天线，所述第二子参考信号是通过对第二子自干扰信号对应的本地发射天线的发射信号耦合获得；所述利用第二参考信号对接收的所述信号进行二级干扰抵消处理包括：利用第二参考信号对接收的所述信号进行多个二级子处理；所述进行所述二级子处理包括：将所述二级子处理待处理的信号减去第二子参考信号经过滤波处理后的信号，以消除与所述第二子参考信号对应的本地发射天线对应的第二子自干扰信号。
第二方面，本发明实施例提供了一种干扰信号的处理装置，所述装置包括一个或多个本地发射天线；所述装置包括：接收单元、一级干扰抵消处理单元、二级干扰抵消处理单元；所述接收单元用于接收无线信号，所述信号包括所述本地发射天线的自干扰信号，所述自干扰信号包括第一自干扰信号、和第二自干扰信号，所述第一自干扰信号的功率大于第一功率阈值，所述第一自干扰信号的时延小于第一时延阈值，所述第二自干扰信号的功率小于所述第一功率阈值且大于第二功率阈值，所述第二自干扰信号的时延大于所述第一时延阈值且小于第二时延阈值；所述一级干扰抵消处理单元用于利用第一参考信号对接收的所述信号进行一级干扰抵消处理，以消除所述第一自干扰信号，所述第一参考信号通过对本地发射信号耦合获得；所述二级干扰抵消处理单元用于利用第二参考信号对经过所述一级干扰抵消处理后的所述信号进行二级干扰抵消处理，以消除所述第二自干扰信号，所述第二参考信号通过对本地发射信号耦合获得。
在第二方面第一种可能的实现方式中，所述自干扰信号还包括第三自干扰信号，所述第三自干扰信号的功率小于所述第二功率阈值，所述第三自干扰信号的时延大于所述第二时延阈值；所述装置还包括三级干扰抵消处理单元，用于利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理，以消除所述第三自干扰信号；所述第三参考信号包括：发射端的数字基带信号，对发射端的数字基带信号进行补偿的信号，或对第一参考信号进行下变频及模数变换得到的信号。
结合第二方面或第二方面上述的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述第一自干扰信号包括主径自干扰信号，若收发采用不同天线，所述主径自干扰信号由本地发射信号经过直视路径进入本地接收端而生成，若收发共用天线，所述主径自干扰信号由本地发射信号经过收发隔离器泄漏到本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或本地的一个发射天线的发射信号；所述一级干扰抵消处理单元用于消除主径自干扰信号。
结合第二方面或第二方面上述的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述第二自干扰信号包括近区反射自干扰信号，所述近区反射自干扰信号由本地发射信号经过近区的散射体反射后的非直视路径进入本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或包括本地的一个发射天线的发射信号；所述一级干扰抵消处理单元用于消除所述近区反射自干扰信号。
结合第二方面或第二方面上述的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第三自干扰信号包括远区反射自干扰信号，所述远区反射自干扰信号由本地发射信号经过远区的散射体反射后的非直视路径进入本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或包括本地的一个发射天线的发射信号；所述三级干扰抵消处理单元用于消除所述远区反射自干扰信号。
结合第二方面或第二方面上述的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述装置还包括低噪声放大处理单元，用于在所述消除所述第一自干扰信号之后，对消除所述第一自干扰信号的所述信号进行低噪声放大处理；所述二级干扰抵消处理单元用于利用第二参考信号对经过一级干扰抵消处理单元、低噪声放大处理单元处理的所述信号号进行二级干扰抵消处理。
结合第二方面或第二方面上述的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述装置还包括下变频单元，用于在消除所述第二自干扰信号之后，对消除所述第二自干扰信号后的所述信号进行下变频处理；所述利三级干扰抵消处理单元利用第三参考信号对经过一级干扰抵消处理单元、二级干扰抵消处理单元、下变频单元处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理。
结合第二方面或第二方面上述的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述三级干扰抵消处理用于将对经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号。
结合第二方面或第二方面上述的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述三级干扰抵消处理单元用于将经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号与第四参考信号经过滤波处理后的信号相减，将经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号与第四参考信号经过滤波处理后的信号相减，对相减后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号；所述第四参考信号利用如下信号获得：第三参考信号、发射天线的模拟基带信号、对发射天线的模拟基带信号进行补偿的信号、或对第一参考信号经过下变频得到的信号。
结合第二方面或第二方面上述的实现方式，在第九种可能的实现方式中，若所述装置包括多个本地发射天线；所述第一参考信号包括多个第一子参考信号，第一自干扰信号包栝多个第一子自干扰信号，每个所述第一子自干扰信号对应所述多个本地发射天线中的每个本地发射天线，所述第一子参考信号是通过对第一子自干扰信号对应的本地发射天线的发射信号耦合获得；所述一级干扰抵消处理单元用于利用所述多个第一子参考信号对接收的所述信号进行多个一级子处理，在每个一级子处理中，将所述一级子处理待处理的信号减去对应的第一子参考信号经过延迟幅度相位调整后的信号，以消除与所述第一子参考信号对应的本地发射天线对应的第一子自干扰信号。。
结合第二方面或第二方面上述的实现方式，在第十种可能的实现方式中，所述一级干扰抵消处理单元包括至少一个一级干扰抵消处理子单元，所述一级干扰抵消处理子单元包括误差控制信号提取单元、延迟幅度相位跟踪单元，干扰信号抵消单元；所述误差控制信号提取单元用于根据所述一级干扰抵消处理子单元中的干扰信号抵消单元的输出生成误差控制信号；所述延迟幅度相位跟踪单元用于根据所述所述误差控制信号对第一子参考信号进行延迟幅度相位跟踪，以获得重构的第一子自干扰信号；所述干扰信号抵消单元用于把所述一级干扰抵消处理子单元输入的信号减去所述重构的第一子自干扰信号，以消除所述第一子自干扰信号。
结合第二方面或第二方面上述的实现方式，在第十一种可能的实现方式中，所述一级干扰抵消处理单元包括一个误差控制信号提取单元以及至少一个一级干扰抵消处理子单元，所述一级干扰抵消处理子单元包括延迟幅度相位跟踪单元与干扰信号抵消单元；所述误差控制信号提取单元用于根据所述至少一个一级干扰抵消处理子单元中的干扰信号抵消单元的输出生成误差控制信号；每个所述干扰抵消处理子单元中的所述延迟幅度相位跟踪单元用于根据所述误差控制信号对第一子参考信号进行延迟幅度相位跟踪，以获得重构的第一子自干扰信号；所述干扰信号抵消单元用于把所述一级干扰抵消处理子单元输入的信号减去所述重构的第一子自干扰信号，以消除所述第一子自干扰信号。
结合第二方面或第二方面上述的实现方式，在第十二种可能的实现方式中，所述二级干扰抵消处理单元包括至少一个二级干扰抵消处理子单元，所述二级干扰抵消处理子单元包括误差控制信号提取单元、滤波器单元、和干扰信号抵消单元；所述误差控制信号提取单元用于根据所述二级干扰抵消处理子单元中的干扰信号抵消单元的输出生成误差控制信号；所述滤波器单元用于根据所述所述误差控制信号对第二子参考信号进行滤波处理，以获得重构的第二子自干扰信号；所述干扰信号抵消单元用于把所述二级干扰抵消处理子单元输入的信号减去所述重构的第二子自干扰信号，以消除所述第二子自干扰信号。
结合第二方面或第二方面上述的实现方式，在第十三种可能的实现方式中，所述二级干扰抵消处理单元包括一个误差控制信号提取单以及至少一个二级干扰抵消处理子单元，所述二级干扰抵消处理子单元包括滤波器单元、干扰信号抵消单元；所述误差控制信号提取单元用于根据所述至少一个尔级干扰抵消处理子单元中的干扰信号抵消单元的输出生成误差控制信号；所述滤波器单元用于根据所述所述误差控制信号对第二子参考信号进行滤波处理，以获得重构的第二子自干扰信号；所述干扰信号抵消单元用于把所述二级干扰抵消处理子单元输入的信号减去所述重构的第二子自干扰信号，以消除所述第二子自干扰信号。
第三方面，本发明实施例提供了一种具有干扰信号消除功能的系统，所述系统包括发送装置，如上所述的干扰消除装置，所述发送装置用于发送所述干扰消除装置接收的无线信号。
通过上述方案，本发明实施例通过按照功率和延迟特性，把全双工通信时自干扰信号划分为多类在功率、多径延迟等方面有较大区别的自干扰信号。针对自干扰信号的构成特点，对各个分量的干扰进行抑制，提高了干扰抑制的效率
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1提供了本发明实施例发射支路和接收支路的结构图；
图2提供了本发明干扰信号处理方法一个实施例的流程图；
图3提供了本发明干扰信号处理方法一个实施例的流程图；
图4提供了本发明干扰信号处理方法又一个实施例的流程图；
图5提供了本发明干扰信号的处理装置一个实施例的结构示意图；
图6提供了本发明干扰信号的处理装置又一个实施例的结构示意图；
图7提供了本发明干扰信号的处理装置又一个实施例的结构示意图；
图8提供了本发明一级干扰抵消处理单元一个实施例的结构示意图；
图9提供了本发明一级干扰抵消处理单元又一个实施例的结构图；
图10提供了本发明二级干扰抵消处理单元一个实施例的结构示意图；
图11提供了了本发明二级干扰抵消处理单元的又一个实施例的结构图；
图12提供了本发明实施例二级干扰抵消处理单元滤波器的结构图；
图13提供了本发明干扰信号消除系统一个实施例的结构示意图；
图14提供了本发明实施例干扰信号消除系统另一个实施例的结构图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。
发射天线和接收天线组成的收发系统包括：发射通道的数模转换器(Digitalto Analog Converter，DAC)、上变频器及功率放大器(简称功放)，以及接收通道的低噪声放大器(Low Noise Amplifier，LNA)、下变频器及模数变换器(analog digital converter，ADC)。如图1所示。另外，发射和接收通道通常还包括滤波器、放大器等辅助功能单元，图1未示出。
图1所示为收发共用天线的情况，采用如环行器隔离收发端。但其自干扰抵消处理方式与系统结构也适用于收发采用不同的天线的情况，为简化图中仅示出了一个接收支路的自干扰抵消结构，实际系统可能包括多个接收支路，每个接收支路的结构仍如图1所示。
若发射端配置两个发射天线ANT#1和ANT#2(分别对应发射支路#1和#2)，以发射支路#1为例，由数字基带信号处理单元生成的待发射数字基带信号Tx1_BB首先经数模转换器(DAC，Digital to Analog Converter)转变为模拟信号，后经上变频器、功放等发射支路的中射频单元生成待发射射频信号，经环行器由天线ANT#1发射出去。同时，天线ANT#1也用于接收来自通信对端的信号，在其所接收的信号中，除了来自通信对端的有用信号成分，还包括经由天线ANT#1发射出去而由其近区和远区的散射体反射回来的发射支路#1的自干扰信号，以及经由天线ANT#2等发射出去、经空间直达路径进入天线ANT#1以及由其近区和远区的散射体反射回来的发射支路#2的自干扰信号。这些信号由天线ANT#1接收后经环行器进入接收支路#1，由于环行器收发隔离度有限(通常20～30dB)，因此发射支路#1的待发射射频信号也会经由环行器泄漏到接收支路#1，成为发射支路#1对应的主径自干扰信号。如前所述，如果不采用环行器进行收发隔离而使用不同的收发天线，则发射支路#1对应的主径自干扰信号源于发射支路#1的发射信号经空间直达路径进入接收支路#1的接收天线。
本发明实施例中，自干扰信号的构成是针对发射端只有一个发射天线(即一条发射支路)的情况，或者在MIMO系统中，发射端通常有多个发射天线(对应多条发射支路)。这时，任意接收支路的自干扰信号，为每一个发射支路对应的进入该接收支路的自干扰信号之和，其中，每一个发射支路对应的自干扰信号均包含上述三类自干扰信号分量。
接收支路的LNA、下变频中射频单元(包括下变频器、滤波器等模块)及ADC等为典型的接收机功能单元。
本发明实施例中，自干扰信号的构成是针对发射端只有一个发射天线(即一条发射支路)的情况，或者，在MIMO系统中，发射端通常有多个发射天线(对应多条发射支路)。这时，任意接收支路的自干扰信号，为每一个发射支路对应的进入该接收支路的自干扰信号之和，其中，每一个发射支路对应的自干扰信号包含第一自干扰信号、第二自干扰信号或第三自干扰信号及上述三种信号的任意组合。
本发明实施例提供了一种干扰信号处理方法，如图2所示，图2提供了本发明实施例干扰信号处理方法的一个流程图。所述方法包括：S201接收无线信号，所述信号包括发射天线的自干扰信号，所述自干扰信号包括第一自干扰信号、和第二自干扰信号，所述第一自干扰信号的功率大于第一功率阈值，所述第一自干扰信号的时延小于第一时延阈值，所述第二自干扰信号的功率小于所述第一功率阈值且大于第二功率阈值，所述第二自干扰信号的时延大于所述第一时延阈值且小于第二时延阈值；S203利用第一参考信号对接收的所述信号进行一级干扰抵消处理，以消除所述第一自干扰信号，所述第一参考信号通过对本地发射信号耦合获得；S205利用第二参考信号对经过所述一级干扰抵消处理后的所述信号进行二级干扰抵消处理，以消除所述第二自干扰信号，所述第二参考信号通过对本地发射信号耦合获得。
所述功率与时延阈值，根据本领域技术人员的经验值确认，与信道环境和系统复杂度等因素有关。典型地，主径自干扰信号是功率最强的干扰信号，延迟在1ns以内。对于室内或微基站场景，近区反射自干扰信号的延迟在30ns以内，延迟30ns以上的可作为远区反射自干扰信号；对于室外较大发射功率的场景，近区反射自干扰信号的延迟在100ns以内，延迟100ns以上的可作为远区反射自干扰信号。
在本发明的一个实施例中，所述本地发射信号包括本地发射天线的射频信号。
本发明实施例通过按照功率和延迟特性，把全双工通信时自干扰信号划分为多类在功率、多径延迟等方面有较大区别的自干扰信号。针对自干扰信号的构成特点，对各个分量的干扰进行抑制，提高了干扰抑制的效率。
在本发明的另一个实施例中，如图3所示，图3提供了本发明干扰信号处理方法一个实施例的流程图。所述自干扰信号还包括第三自干扰信号，所述第三自干扰信号的功率小于所述第二功率阈值，所述第三自干扰信号的时延大于所述第二时延阈值；在所述进行二级干扰抵消处理之后，所述方法还包括：S207利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理，以消除所述第三自干扰信号；所述第三参考信号包括：发射端的数字基带信号，对发射端的数字基带信号进行补偿的信号，或对第一参考信号进行下变频及模数变换得到的信号。
在本发明的一个实施例中，若发射通道的非线性失真(起因于功放等单元)较大，则由发射支路基带信号作为参考生成的多径时延副本，已经无法有效抵消基带接收信号中的自干扰信号分量。因此，当发射通道非线性失真较大时(如超过0.5％)，需要测量各发射支路的非线性特性，并据此对各发射支路的基带信号进行相应的补偿，使之成为各个发射支路发射的射频信号(含有非线性失真)对应的基带信号。
在本发明的一个实施例中，所述第一自干扰信号包括主径自干扰信号，若收发采用不同天线，所述主径自干扰信号由本地发射信号经过直视路径进入本地接收端而生成，若收发共用天线，所述主径自干扰信号由本地发射信号经过收发隔离器泄漏到本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或本地的一个发射天线的发射信号；所述进行一级干扰抵消处理以消除所述第一自干扰信号：消除主径自干扰信号。
在本发明实施例中，主径自干扰信号是自干扰信号中强度最大的分量(典型地其功率为PT-60dBm，PT为本地发射信号功率)，由于收发天线距离很近且收发天线的位置相对固定，发射通道模拟器件参数的变化也较慢，因此信号延迟很小(典型为0.1-1ns量级)。延迟、幅度和相位等随时间变化小而缓慢(当收发共用天线时待发射信号泄漏到接收机前端的信号具有相同的特点)。
在本发明的一个实施例中，所述第二自干扰信号包括近区反射自干扰信号，所述近区反射自干扰信号由本地发射信号经过近区的散射体反射后的非直视路径进入本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或包括本地的一个发射天线的发射信号；所述进行二级干扰抵消处理以消除所述第二自干扰信号包括：进行二级干扰抵消处理以消除所述近区反射自干扰信号。
在本发明的另一个实施例中，第二自干扰信号包括近区反射自干扰信号、部分残留的主径自干扰信号。
近区反射自干扰信号对应约0.3-10m的近区反射路径，由于散射体的吸收和相比LOS较大的传播路径损耗，该分量的功率明显低于主径自干扰分量(典型地其功率低于PT-60dBm)，典型的多径传播延迟为1-30ns量级，由于收发天线附近区域传播环境的变化较小，因此该自干扰信号的延迟随时间变化较小且较为缓慢。由于各发射支路对应的近区反射自干扰信号分量是相应发射支路发射信号的多径时延副本，因此第二参考信号和第一参考信号相同。
在本发明的一个实施例中，所述第三自干扰信号包括远区反射自干扰信号，所述远区反射自干扰信号由本地发射信号经过远区的散射体反射后的非直视路径进入本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或包括本地的一个发射天线的发射信号；所述进行三级干扰抵消处理以消除所述第三自干扰信号包括：进行三级干扰抵消处理以消除所述远区反射自干扰信号。
在本发明的另一个实施例中，第三自干扰信号包括远区反射自干扰信号、和部分近区反射自干扰信号；或者，第三自干扰信号包括远区反射自干扰信号、和部分残留的主径自干扰信号；或者，第三自干扰信号包括远区反射自干扰信号、部分近区反射自干扰信号、和部分残留的主径自干扰信号。
远区反射自干扰信号对应约10m以上的远区反射路径(典型为几十米至数百米)，由于其经历的传播路径较大且可能经过散射体的多次反射，重新进入本地接收天线的功率比上述两类自干扰分量低很多(典型地其功率低于PT-80dBm)，但是，在移动蜂窝通信等无线通信系统中，通信两端距离很远且对端发射的无线信号同样经历了复杂的空间传播路径，因此，尽管该分量功率远低于上述两类自干扰分量，但其信号强度仍足以对来自通信对端的有用信号构成较大干扰。由于远区反射路径较大，典型的多径传播延迟为30ns-1us量级，由于收发天线远区的传播环境变化较大(风及如车辆移动等的影响)，该自干扰信号的延迟随时间变化较快。
综上，按照功率从大到小的顺序排列，顺序如下：主径自干扰信号、近区反射自干扰信号、远区反射自干扰信号；按照延迟时间从短到长的顺序排列，顺序如下：主径自干扰信号、近区反射自干扰信号、远区反射自干扰信号。
本发明实施例通过考虑本地的发射信号在近区和远区多径传播的影响，针对近区和远区多径传播自干扰信号的不同特征进行抑制，提高了全双工技术自干扰抵消性能。
在本发明的一个实施例中，如图4所示，图4提供了本发明实施例干扰信号处理方法的一个流程图。在所述S203消除所述第一自干扰信号之后，所述方法还包括，S204对消除所述第一自干扰信号的所述信号进行低噪声放大处理；所述利用第二参考信号对经过一级干扰抵消处理后的所述信号进行二级干扰抵消处理包括，利用第二参考信号对经过一级干扰抵消处理、低噪声放大处理处理的所述信号号进行二级干扰抵消处理。
主径自干扰信号功率很大，在低噪声放大处理(Low Noise Amplifier，LNA)之前先对主径自干扰进行抵消，以避免接收机前端的低噪声放大处理器饱和，而阻塞接收机前端。
经低噪声放大处理后接收的来自通信对端的有用信号仍很微弱，近区反射自干扰信号经低噪声放大处理后强度远大于接收信号中的有用信号部分。在LNA之后对近区反射自干扰信号干扰分量进行抵消，将避免LNA之后的射频或中频放大单元的饱和。
在本发明的一个实施例中，在S205消除所述第二自干扰信号之后所述方法还包括，S206对消除所述第二自干扰信号后的所述信号进行下变频处理；所述利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理包括：所述利用第三参考信号对经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理、下变频处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理。
经过一级干扰抵消处理和二级干扰抵消处理后，自干扰信号功率已经比较低，不会对LNA之后的射频或中频放大单元造成饱和，因此可进入这些单元进行信号放大及下变频为基带信号。
在本发明的一个实施例中，所述利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理包括：S207将对经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号。
此时，接收信号中仍然包含远区反射自干扰信号分量，以及经过一级干扰抵消处理和二级干扰抵消处理仍未能完全抵消的主径和近区反射自干扰信号分量的残留干扰。再经过ADC后成为数字基带信号。远区反射自干扰信号的强度在接收的来自通信对端的有用信号强度范围内，这时，由于远区反射的自干扰分量多径延迟较大，ADC采样率正好满足分辨这一类自干扰分量时延的要求，因此数字基带干扰消除单元负责对这些自干扰信号进一步进行抵消处理，从将自干扰信号功率降低到足够低的程度，使得后续的数字基带信号接收处理单元能够正确接收来自通信对端的有用接收信号。在基带ADC之后(ADC采样率正好满足分辨这一类自干扰分量时延的要求)采用数字滤波以消除远区反射自干扰信号的干扰。
现有全双工干扰抵消方案中，空间干扰抑制和射频前端模拟干扰抵消仅能实现大约60dB的自干扰抑制，而移动蜂窝通信等系统中，收发信号的功率差通常可达到80dB～140dB甚至更大，因此，即使经过空间干扰抑制和射频前端模拟干扰抵消，基带接收信号仍可能超出ADC的动态范围造成信号失真；现有技术主要针对自干扰对接收机射频前端的阻塞，以及自干扰造成接收信号超出ADC动态范围的问题，但是，即使自干扰信号已经降低到ADC动态范围以内，由于移动蜂窝通信等系统中一部分有用接收信号可能非常微弱，残留的自干扰信号功率仍然远远超过这些有用接收信号，使得这些有用信号无法正确接收。本发明实施例提供的方法较好的解决了上述问题。
在本发明的一个实施例中，所述利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理还包括：S208将经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号与第四参考信号经过滤波处理后的信号相减；所述第四参考信号利用如下信号获得：第三参考信号、发射天线的模拟基带信号、对发射天线的模拟基带信号进行补偿的信号、或对第一参考信号经过下变频得到的信号；所述所述将对经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号包括：将经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号与第四参考信号经过滤波处理后的信号相减，对相减后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号。
移动蜂窝通信等无线通信系统中有用接收信号的动态范围本来就很宽，特别是从终端到基站的上行链路，典型为70～80dB甚至更大，而受成本和工程等的限制宽带高速ADC通常只能达到12bit的位宽，也就是说，ADC动态范围的余量(Margin)有限，一旦ADC之前的基带信号中的自干扰信号功率过大，就容易使得模拟基带信号超过ADC的动态范围造成量化失真。为此，可以在ADC之前增加模拟基带干扰消除单元对基带信号中的自干扰信号进行初步的抵消处理，从而保证模拟基带信号在ADC的动态范围以内。
在本发明的另一实施例中，一级干扰抵消处理和二级干扰抵消处理可以同时位于LNA之前；或者，若LNA由多级放大电路组成，一级干扰抵消处理和二级干扰抵消处理可以位于LNA各级放大电路的不同位置；或者，一级干扰抵消处理位于LNA之前，而在LNA之后下变频之前，还包括多级射频信号放大模块，则二级干扰抵消处理可以位于所述多级射频信号放大模块的不同位置。
在本发明的一个实施例中，若本地端包括多个本地发射天线，所述第一参考信号包括多个第一子参考信号，第一自干扰信号包栝多个第一子自干扰信号，每个所述第一子自干扰信号对应所述多个本地发射天线中的每个本地发射天线，所述第一子参考信号是通过对第一子自干扰信号对应的本地发射天线的发射信号耦合获得；所述利用第一参考信号对接收的所述信号进行一级干扰抵消处理，包括：利用第一子参考信号对接收的所述信号进行多个一级子处理；所述进行所述一级子处理包括：将所述一级子处理待处理的信号减去第一子参考信号经过延迟和幅度相位调整后的信号，以消除与所述第一子参考信号对应的本地发射天线对应的第一子自干扰信号。
本发明实施例提供了一种干扰信号的处理装置，如图5所示，图5提供了本发明干扰信号的处理装置一个实施例的结构示意图。所述装置包括：接收单元501、一级干扰抵消处理单元503、二级干扰抵消处理单元505、一个或多个本地发射天线509；所述接收单元501用于接收无线信号，所述信号包括发射天线的自干扰信号，所述自干扰信号包括第一自干扰信号、和第二自干扰信号，所述第一自干扰信号的功率大于第一功率阈值，所述第一自干扰信号的时延小于第一时延阈值，所述第二自干扰信号的功率小于所述第一功率阈值且大于第二功率阈值，所述第二自干扰信号的时延大于所述第一时延阈值且小于第二时延阈值；所述一级干扰抵消处理单元503用于利用第一参考信号对接收的所述信号进行一级干扰抵消处理，以消除所述第一自干扰信号，所述第一参考信号通过对本地发射信号耦合获得；所述二级干扰抵消处理单元505用于利用第二参考信号对经过所述一级干扰抵消处理后的所述信号进行二级干扰抵消处理，以消除所述第二自干扰信号，所述第二参考信号通过对本地发射信号耦合获得。
在本发明的一个实施例中，如图6所示，图6提供了本发明干扰信号的处理装置又一个实施例的结构示意图。所述自干扰信号还包括第三自干扰信号，所述第三自干扰信号的功率小于所述第二功率阈值，所述第三自干扰信号的时延大于所述第二时延阈值；所述装置还包括三级干扰抵消处理单元507，用于利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理，以消除所述第三自干扰信号；所述第三参考信号包括：发射端的数字基带信号，对发射端的数字基带信号进行补偿的信号，或对第一参考信号进行下变频及模数变换得到的信号。
在本发明的一个实施例中，所述第一自干扰信号包括主径自干扰信号，若收发采用不同天线，所述主径自干扰信号由本地发射信号经过直视路径进入本地接收端而生成，若收发共用天线，所述主径自干扰信号由本地发射信号经过收发隔离器泄漏到本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或本地的一个发射天线的发射信号；所述一级干扰抵消处理单元用于消除主径自干扰信号。
在本发明的一个实施例中，所述第二自干扰信号包括近区反射自干扰信号，所述近区反射自干扰信号由本地发射信号经过近区的散射体反射后的非直视路径进入本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或包括本地的一个发射天线的发射信号；所述一级干扰抵消处理单元用于消除所述近区反射自干扰信号。
在本发明的一个实施例中，如图7(a)所示，图7(a)提供了本发明干扰信号的处理装置再一个实施例的结构示意图。所述装置还包括低噪声放大处理单元504，用于在所述消除所述第一自干扰信号之后，对消除所述第一自干扰信号的所述信号进行低噪声放大处理；所述二级干扰抵消处理单元用于利用第二参考信号对经过一级干扰抵消处理单元、低噪声放大处理单元处理的所述信号号进行二级干扰抵消处理。
在本发明的一个实施例中，所述装置还包括下变频单元506，用于在消除所述第二自干扰信号之后，对消除所述第二自干扰信号后的所述信号进行下变频处理；所述利三级干扰抵消处理单元利用第三参考信号对经过一级干扰抵消处理单元、二级干扰抵消处理单元、下变频单元处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理。
图7(b)提供了本发明干扰信号的处理装置再一个实施例的结构示意图。三级干扰抵消处理单元包括数字基带干扰抵消处理单元、模拟基带干扰抵消处理单元。如图7(b)所示，图7(b)给出了图7(a)中三级干扰抵消处理单元的进一步细化结构。
在本发明的一个实施例中，所述三级干扰抵消处理单元包括数字基带干扰抵消处理单元，所述数字基带干扰抵消处理单元用于将对经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号。
在本发明的一个实施例中，所述三级干扰抵消处理单元还包括模拟基带干扰抵消处理单元，所述模拟基带干扰抵消处理单元用于将经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号与第四参考信号经过滤波处理后的信号相减，所述数字基带干扰抵消处理单元将经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号与第四参考信号经过滤波处理后的信号相减，对相减后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号；所述第四参考信号利用如下信号获得：第三参考信号、发射天线的模拟基带信号、对发射天线的模拟基带信号进行补偿的信号、或对第一参考信号经过下变频得到的信号。
在本发明的一个实施例中，所述第三自干扰信号包括远区反射自干扰信号，所述远区反射自干扰信号由本地发射信号经过远区的散射体反射后的非直视路径进入本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或包括本地的一个发射天线的发射信号；所述三级干扰抵消处理单元用于消除所述远区反射自干扰信号。
在本发明的一个实施例中，所述装置包括多个本地发射天线时；，所述第一参考信号包括多个第一子参考信号，第一自干扰信号包栝多个第一子自干扰信号，每个所述第一子自干扰信号对应所述多个本地发射天线中的每个本地发射天线，所述第一子参考信号是通过对第一子自干扰信号对应的本地发射天线的发射信号耦合获得；所述一级干扰抵消处理单用于利用所述多个第一子参考信号对接收的所述信号进行多个一级子处理，在每个一级子处理中，将所述一级子处理待处理的信号减去对应的第一子参考信号经过延迟幅度相位调整后的信号，以消除与所述第一子参考信号对应的本地发射天线对应的第一子自干扰信号。
如图8(a)所示，图8(a)是本发明一级干扰抵消处理单元一个实施例的结构图。所述一级干扰抵消处理单元包括至少一个一级干扰抵消处理子单元801。如图8(b)所示，图8(b)是本发明一级干扰抵消处理单元一个实施例的结构图。图8(b)8(a)给出了所述一级干扰抵消处理子单元801的进一步细化结构。所述一级干扰抵消处理子单元801包括误差控制信号提取单元8011、延迟幅度相位跟踪单元8013，干扰信号抵消单元8015；所述误差控制信号提取单元用于根据所述一级干扰抵消处理子单元中的干扰信号抵消单元的输出生成误差控制信号；所述延迟幅度相位跟踪单元用于根据所述所述误差控制信号对第一子参考信号进行延迟幅度相位跟踪，以获得重构的第一子自干扰信号；所述干扰信号抵消单元用于把所述一级干扰抵消处理子单元输入的信号减去所述重构的第一子自干扰信号，以消除所述第一子自干扰信号。
在具体的电路结构中，所述误差控制信号提取单元可以是对误差信号的功率测量电路实现，所述延迟幅度相位跟踪单元8013可以是延迟线、衰减器移相器，所述干扰信号抵消单元8015可以是减法器、合路器、耦合器等实现。
图9(a)示出了本发明一级干扰抵消处理单元另一个实施例的结构图。各个发射支路的第一子干扰信号是线性迭加的，相互独立互不影响，因此可以采取顺序干扰消除方式逐一进行抵消处理。同时，与第一子干扰信号相比，其它近区和远区反射的自干扰信号分量功率小很多，在射频主径自干扰消除处理中，可以视为噪声而不考虑它们的影响。
另外，在各个发射支路的第一子干扰信号中，对任意一个接收天线而言，距离其越近的发射天线经过空间传播的衰减越小，因此该发射天线对应发射支路的自干扰越强，当收发共用天线时，通过双工器泄漏到接收支路的第一子干扰信号通常是最强的。因此，优选地，可以先对干扰最强支路的主径自干扰进行抵消，然后再按照自干扰由大到小的顺序，依次对相应发射支路的主径自干扰进行抵消。
每个发射支路的第一子干扰信号抵消单元，包括延迟幅度相位跟踪单元、误差控制信号提取单元和干扰信号抵消单元。其中，延迟幅度相位跟踪单元自适应地调节第一子参考信号的延迟、幅度和相位，生成该发射支路的第一子干扰信号的估计，使之尽量与接收信号中的该发射支路的第一子干扰信号接近；干扰信号抵消模块则将接收信号与主径干扰信号自适应延迟与幅相跟踪模块生成的该发射支路的第一子干扰信号的估计相减，从而尽可能地将该发射支路的第一子干扰信号从接收信号中抵消掉。
如前所述，由于收发天线附近区域传播环境的微小变化以及发射通道模拟器件参数的变化，因此第一子干扰信号的延迟、幅度和相位随时间变化较小且较为缓慢，误差控制信号提取模块即负责根据该级主径自干扰抵消后的输出信号(即误差信号)，生成对主径干扰信号自适应延迟与幅相跟踪模块的控制信号，用于控制该模块实现对该发射支路对应的第一子干扰信号的延迟与幅相变化的自动跟踪，从而最小化该级主径自干扰抵消后输出信号功率，达到最大化抵消相应发射支路的主径自干扰信号的目的，其中，延迟与幅相跟踪算法可以采用现有的自适应滤波技术中的LMS(Least MeanSquares)、RLS(Recursive least squares)等算法。
在本发明的另一个实施例中，所述一级干扰抵消处理单元包括一个误差控制信号提取单元以及至少一个一级干扰抵消处理子单元，所述一级干扰抵消处理子单元包括延迟幅度相位跟踪单元与干扰信号抵消单元；所述误差控制信号提取单元用于根据所述至少一个一级干扰抵消处理子单元中的干扰信号抵消单元的的输出生成误差控制信号；每个所述干扰抵消处理子单元中的所述延迟幅度相位跟踪单元用于根据所述误差控制信号对第一子参考信号进行延迟幅度相位跟踪，以获得重构的第一子自干扰信号；所述干扰信号抵消单元用于把所述一级干扰抵消处理子单元输入的信号减去所述重构的第一子自干扰信号，以消除所述第一子自干扰信号。如图9(b)所示同样，与第一子干扰信号相比，其它近区和远区反射的自干扰信号分量功率小很多，在射频主径自干扰消除处理中，可以视为噪声而不考虑它们的影响。与与图9(a)所示第一实施例不同的是，每个发射支路对应的第一子干扰信号抵消单元中，误差控制信号提取模块仅位于所有发射支路对应的主径自干扰信号抵消模块之后，所提取的误差控制信号作为所有发射支路对应的主径干扰信号自适应延迟与幅相跟踪模块的误差控制信号。
在本发明的一个实施例中，若本地端包括多个本地发射天线，所述第二参考信号包括多个第二子参考信号，第二自干扰信号包栝多个第二子自干扰信号，每个所述第二子自干扰信号对应所述多个本地发射天线中的每个本地发射天线，所述第二子参考信号是通过对第二子自干扰信号对应的本地发射天线的发射信号耦合获得；所述二级干扰抵消处理单元用于利用所述多个第二子参考信号对接收的所述信号进行多个二级子处理，在每个二级子处理中，将所述二级子处理待处理的信号减去第二子参考信号经过滤波处理后的信号，以消除与所述第二子参考信号对应的本地发射天线对应的第二子自干扰信号。如图10(a)所示，图10(a)是本发明二级干扰抵消处理单元一个实施例的结构图。所述二级干扰抵消处理单元包括多个二级干扰抵消处理子单元1001；所述二级干扰抵消处理子单元所述二级干扰抵消处理子单元包括误差控制信号提取单元10011、滤波器单元10013、干扰信号抵消单元10015；所述误差控制信号提取单元用于根据所述二级干扰抵消处理子单元中的干扰信号抵消单元的输出生成误差控制信号；所述滤波器单元用于根据所述所述误差控制信号对第二子参考信号进行滤波处理，以获得重构的第二子自干扰信号；所述干扰信号抵消单元用于把所述二级干扰抵消处理子单元输入的信号减去所述重构的第二子自干扰信号，以消除所述第二子自干扰信号。如图10(b)所示，图10(b)是本发明二级干扰抵消处理单元一个实施例的结构图。图10(b)给出了图10(a)二级干扰抵消处理子单元进一步细化的结构图
所述误差控制信号提取单元可以是功率测量电路，所述滤波器单元可以是多个延迟幅度相位跟踪单元的线性组合，所述干扰信号抵消单元可以是减法器、合路器。
图11(a)提供了了二级干扰抵消处理装置的一个实施例的结构图。近区反射自干扰信号分量由各发射支路发射信号的近区反射多径延迟信号构成。尽管自干扰信号经历的近区反射信道是频率选择性信道，但各发射支路对应的自干扰信号分量仍是线性迭加的，相互独立互不影响，因此仍可采取顺序干扰消除方式逐一进行抵消处理。同时，与近区反射的自干扰信号分量相比，远区反射的自干扰信号分量功率小很多，因此在二级干扰抵消处理中可以视为噪声而不考虑它们的影响。
在本发明的另一个实施例中，所述二级干扰抵消处理单元包括一个误差控制信号提取单元以及至少一个二级干扰抵消处理子单元，所述二级干扰抵消处理子单元包括滤波器单元、干扰信号抵消单元；所述误差控制信号提取单元用于根据所述至少一个二级干扰抵消处理子单元中的干扰信号抵消单元的的输出生成误差控制信号；所述滤波器单元用于根据所述所述误差控制信号对第二子参考信号进行滤波处理，以获得重构的第二子自干扰信号；所述干扰信号抵消单元用于把所述二级干扰抵消处理子单元输入的信号减去所述重构的第二子自干扰信号，以消除所述第二子自干扰信号。图11(b)进一步示出了二级干扰抵消处理的实施例的结构图。
图11(b)进一步示出了二级干扰抵消处理的另一个实施例。同样，与近区反射的自干扰信号分量相比，远区反射的自干扰信号分量功率小很多，因此在二级干扰抵消处理中可以视为噪声而不考虑它们的影响。与图6(a)所示第一实施例不同的是，每个发射支路对应的近区反射自干扰信号分量抵消单元中，误差控制信号提取模块仅位于所有发射支路对应的近区反射自干扰信号抵消模块之后，所提取的误差控制信号作为所有发射支路对应的近区反射自干扰信号重构自适应滤波器模块的误差控制信号。
如图12所示，图12给出了本发明滤波器单元一个实施例的结构图，所述滤波器单元是多个延迟幅度相位跟踪单元的线性组合。所述延迟幅度相位跟踪单元用于根据所述所述误差控制信号对第二子参考信号进行延迟幅度相位跟踪，滤波器单元用于对延迟幅度相位跟踪的第二子参考信号进行线性加权以获得重构的第二子自干扰信号。
三级干扰抵消处理单元和四级干扰抵消处理单元的结构与二级干扰抵消处理的结构类似，因此不再赘述。不同的是远区反射自干扰信号分量多径传播延迟为30ns～1us量级，在一个典型的实施例中，三级干扰抵消处理和四级干扰抵消处理中每个固定延迟单元的时延为20ns。由于四级干扰抵消处理主要起到避免自干扰过强而超过ADC动态范围的作用，因此，可以采用较少的滤波器阶数(即固定延迟单元数)，而三级干扰抵消处理中的自适应滤波器采用数字方式实现精度较高，承担着有效抵消远区反射自干扰信号分量及其它残留自干扰分量的主要功能，因此，可以采用较多的滤波器阶数(即固定延迟单元数)。例如，四级干扰抵消处理的滤波器阶数为10，而三级干扰抵消处理的滤波器阶数为50。
由于近区反射自干扰信号分量由各发射支路发射信号的近区反射多径延迟信号构成，本发明实施例提供了一种近区反射自干扰信号分量(也包括第一子干扰信号的残留干扰)的重构方法。如图7所示，图7提供了本发明实施例近区反射自干扰信号分量的重构方法。自干扰信号重构方法对应的自适应滤波器包含N个固定延迟单元，由于近区反射自干扰信号分量典型的多径传播延迟为1～30ns量级，因此，在一个具体的实施例中，采用15个固定延迟单元，每个固定延迟单元延迟2ns。其中，固定延迟单元可以采用模拟延迟线等器件实现。
本发明实施例提供了一种具有干扰信号消除功能的系统，如图13所示，图13提供了本发明具有干扰信号消除功能的系统一个实施例的结构图。所述系统包括发送装置，如上述任一实施例所述的干扰消除装置，所述发送装置用于发送所述干扰消除装置接收的无线信号。
图14提供了本发明实施例干扰信号消除系统发射支路和接收支路的结构图。
所述第二参考信号和所述第一参考信号相同。通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以用硬件实现，或固件实现，或它们的组合方式来实现。当使用软件实现时，可以将上述功能存储在计算机可读介质中或作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。以此为例但不限于：计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质。此外。任何连接可以适当的成为计算机可读介质。例如，如果软件是使用同轴电缆、光纤光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或者诸如红外线、无线电和微波之类的无线技术从网站、服务器或者其他远程源传输的，那么同轴电缆、光纤光缆、双绞线、DSL或者诸如红外线、无线和微波之类的无线技术包括在所属介质的定影中。如本发明所使用的，盘(Disk)和碟(disc)包括压缩光碟(CD)、激光碟、光碟、数字通用光碟(DVD)、软盘和蓝光光碟，其中盘通常磁性的复制数据，而碟则用激光来光学的复制数据。上面的组合也应当包括在计算机可读介质的保护范围之内。
本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述进行分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关硬件来完成，所述程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括：ROM/RAM、磁碟、光盘等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (27)

1.一种干扰信号处理方法，其特征在于，包括：接收无线信号，所述信号包括发射天线的自干扰信号，所述自干扰信号包括第一自干扰信号和第二自干扰信号，所述第一自干扰信号的功率大于第一功率阈值，所述第一自干扰信号的时延小于第一时延阈值，所述第二自干扰信号的功率小于所述第一功率阈值且大于第二功率阈值，所述第二自干扰信号的时延大于所述第一时延阈值且小于第二时延阈值；
利用第一参考信号对接收的所述信号进行一级干扰抵消处理以消除所述第一自干扰信号，所述第一参考信号通过对本地发射信号耦合获得；利用第二参考信号对经过所述一级干扰抵消处理后的所述信号进行二级干扰抵消处理以消除所述第二自干扰信号，所述第二参考信号通过对本地发射信号耦合获得。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自干扰信号还包括第三自干扰信号，所述第三自干扰信号的功率小于所述第二功率阈值，所述第三自干扰信号的时延大于所述第二时延阈值；
在所述进行二级干扰抵消处理之后，所述方法还包括：利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理以消除所述第三自干扰信号；
所述第三参考信号包括：发射端的数字基带信号，对发射端的数字基带信号进行补偿的信号，或对第一参考信号进行下变频及模数变换得到的信号。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，所述第一自干扰信号包括主径自干扰信号，若收发采用不同天线，所述主径自干扰信号由本地发射信号经过直视路径进入本地接收端而生成，若收发共用天线，所述主径自干扰信号由本地发射信号经过收发隔离器泄漏到本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或本地的一个发射天线 的发射信号；所述进行一级干扰抵消处理以消除所述第一自干扰信号包括：进行一级干扰抵消处理以消除主径自干扰信号。
4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述第二自干扰信号包括近区反射自干扰信号，所述近区反射自干扰信号由本地发射信号经过近区的散射体反射后的非直视路径进入本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或包括本地的一个发射天线的发射信号；所述进行二级干扰抵消处理以消除所述第二自干扰信号包括：进行二级干扰抵消处理以消除所述近区反射自干扰信号。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述第三自干扰信号包括远区反射自干扰信号，所述远区反射自干扰信号由本地发射信号经过远区的散射体反射后的非直视路径进入本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或包括本地的一个发射天线的发射信号；所述进行三级干扰抵消处理以消除所述第三自干扰信号包括：进行三级干扰抵消处理以消除所述远区反射自干扰信号。
6.根据权利要求2至5任一项所述的方法，其特征在于，在所述进行一级干扰抵消处理以消除所述第一自干扰信号之后，所述方法还包括，对消除所述第一自干扰信号的所述信号进行低噪声放大处理；所述利用第二参考信号对经过一级干扰抵消处理后的所述信号进行二级干扰抵消处理包括，利用第二参考信号对经过一级干扰抵消处理、低噪声放大处理处理的所述信号号进行二级干扰抵消处理。
7.根据权利要求2至6任一项所述的方法，其特征在于，在消除所述第二自干扰信号之后所述方法还包括，对消除所述第二自干扰信号后的所述信号进行下变频处理；所述利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理包括：所述利用第三参考信号对经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理、下变频处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理。 
8.根据权利要求2至7任一项所述的方法，其特征在于，所述利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理包括：将对经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述将对经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号之前，所述利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理还包括：将经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号与第四参考信号经过滤波处理后的信号相减；所述第四参考信号利用如下信号获得：第三参考信号、发射天线的模拟基带信号、对发射天线的模拟基带信号进行补偿的信号、或对第一参考信号经过下变频得到的信号；所述所述将对经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号包括：将经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号与第四参考信号经过滤波处理后的信号相减，对相减后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，若本地端包括多个本地发射天线，所述第一参考信号包括多个第一子参考信号，第一自干扰信号包栝多个第一子自干扰信号，每个所述第一子自干扰信号对应所述多个本地发射天线中的每个本地发射天线，所述第一子参考信号是通过对第一子自干扰信号对应的本地发射天线的发射信号耦合获得；所述利用第一参考信号对接收的所述信号进行一级干扰抵消处理，包括：利 用所述第一子参考信号对接收的所述信号进行多个一级子处理；所述进行所述一级子处理包括：将所述一级子处理待处理的信号减去第一子参考信号经过延迟和幅度相位调整后的信号，以消除与所述第一子参考信号对应的本地发射天线对应的第一子自干扰信号。
11.根据权利要求1至10任一项所述的方法，其特征在于，若本地端包括多个本地发射天线，所述第二参考信号包括多个第二子参考信号，第二自干扰信号包栝多个第二子自干扰信号，每个所述第二子自干扰信号对应所述多个本地发射天线中的每个本地发射天线，所述第二子参考信号是通过对第二子自干扰信号对应的本地发射天线的发射信号耦合获得；所述利用第二参考信号对接收的所述信号进行二级干扰抵消处理，包括：利用所述第二子参考信号对接收的所述信号进行多个二级子处理；所述进行所述二级子处理包括：将所述二级子处理待处理的信号减去第二子参考信号经过滤波处理后的信号，以消除与所述第二子参考信号对应的本地发射天线对应的第二子自干扰信号。
12.一种干扰信号的处理装置，所述装置包括一个或多个本地发射天线；其特征在于，所述装置还包括：接收单元、一级干扰抵消处理单元、二级干扰抵消处理单元；
所述接收单元用于接收无线信号，所述信号包括所述本地发射天线的自干扰信号，所述自干扰信号包括第一自干扰信号和第二自干扰信号，所述第一自干扰信号的功率大于第一功率阈值，所述第一自干扰信号的时延小于第一时延阈值，所述第二自干扰信号的功率小于所述第一功率阈值且大于第二功率阈值，所述第二自干扰信号的时延大于所述第一时延阈值且小于第二时延阈值；
所述一级干扰抵消处理单元用于利用第一参考信号对接收的所述信号进行一级干扰抵消处理，以消除所述第一自干扰信号，所述第一参考信号通过对本地发射信号耦合获得； 
所述二级干扰抵消处理单元用于利用第二参考信号对经过所述一级干扰抵消处理后的所述信号进行二级干扰抵消处理，以消除所述第二自干扰信号，所述第二参考信号和所述第一参考信号相同。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述自干扰信号还包括第三自干扰信号，所述第三自干扰信号的功率小于所述第二功率阈值，所述第三自干扰信号的时延大于所述第二时延阈值；
所述装置还包括三级干扰抵消处理单元，用于利用第三参考信号对经过所述一级干扰抵消处理、所述二级干扰抵消处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理，以消除所述第三自干扰信号；所述第三参考信号包括：发射端的数字基带信号，对发射端的数字基带信号进行补偿的信号，或对第一参考信号进行下变频及模数变换得到的信号。
14.根据权利要求12或13的装置，其特征在于，所述第一自干扰信号包括主径自干扰信号，若收发采用不同天线，所述主径自干扰信号由本地发射信号经过直视路径进入本地接收端而生成，若收发共用天线，所述主径自干扰信号由本地发射信号经过收发隔离器泄漏到本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或本地的一个发射天线的发射信号；所述一级干扰抵消处理单元用于消除主径自干扰信号。
15.根据权利要求12至14任一项所述的装置，其特征在于，所述第二自干扰信号包括近区反射自干扰信号，所述近区反射自干扰信号由本地发射信号经过近区的散射体反射后的非直视路径进入本地接收端而生成，所述本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或包括本地的一个发射天线的发射信号；所述一级干扰抵消处理单元用于消除所述近区反射自干扰信号。
16.根据权利要求12至15任一项所述的装置，其特征在于，所述第三自干扰信号包括远区反射自干扰信号，所述远区反射自干扰信号由本地发射信号经过远区的散射体反射后的非直视路径进入本地接收端而生成，所述 本地发射信号包括本地各发射天线的发射信号或包括本地的一个发射天线的发射信号；所述三级干扰抵消处理单元用于消除所述远区反射自干扰信号。
17.根据权利要求13至16任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括低噪声放大处理单元，用于在所述消除所述第一自干扰信号之后，对消除所述第一自干扰信号的所述信号进行低噪声放大处理；所述二级干扰抵消处理单元用于利用第二参考信号对经过一级干扰抵消处理单元、低噪声放大处理单元处理的所述信号号进行二级干扰抵消处理。
18.根据权利要求13至17任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括下变频单元，用于在消除所述第二自干扰信号之后，对消除所述第二自干扰信号后的所述信号进行下变频处理；所述利三级干扰抵消处理单元利用第三参考信号对经过一级干扰抵消处理单元、二级干扰抵消处理单元、下变频单元处理后的所述信号进行三级干扰抵消处理。
19.根据权利要求13至18任一项所述的装置，其特征在于，所述三级干扰抵消处理用于将对经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号。
20.根据权利要求13至18任一项所述的装置，其特征在于，所述三级干扰抵消处理单元用于将经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号与第四参考信号经过滤波处理后的信号相减，将经过一级干扰抵消处理、二级干扰抵消处理后的所述信号与第四参考信号经过滤波处理后的信号相减，对相减后的所述信号进行模拟数字变换，将经过模拟数字变换的所述信号减去第三参考信号经过数字滤波处理后的信号；所述第四参考信号利用如下信号获得：第三参考信号、发射天线的模拟基带信号、对发射天线的模拟基带信号进行补偿的信号、或对第一参考信号经过下变频得到的信号。 
21.根据权利要求12至20任一项所述的装置，其特征在于，若所述装置包括多个本地发射天线，所述第一参考信号包括多个第一子参考信号，第一自干扰信号包栝多个第一子自干扰信号，每个所述第一子自干扰信号对应所述多个本地发射天线中的每个本地发射天线，所述第一子参考信号是通过对第一子自干扰信号对应的本地发射天线的发射信号耦合获得；所述一级干扰抵消处理单元用于利用所述多个第一子参考信号对接收的所述信号进行多个一级子处理，在每个一级子处理中，将所述一级子处理待处理的信号减去对应的第一子参考信号经过延迟幅度相位调整后的信号，以消除与所述第一子参考信号对应的本地发射天线对应的第一子自干扰信号。
22.根据权利要求12至21任一项所述的装置，其特征在于，所述一级干扰抵消处理单元包括至少一个一级干扰抵消处理子单元，所述一级干扰抵消处理子单元包括误差控制信号提取单元、延迟幅度相位跟踪单元，干扰信号抵消单元；所述误差控制信号提取单元用于根据所述一级干扰抵消处理子单元中的干扰信号抵消单元的输出生成误差控制信号；所述延迟幅度相位跟踪单元用于根据所述所述误差控制信号对第一子参考信号进行延迟幅度相位跟踪，以获得重构的第一子自干扰信号；所述干扰信号抵消单元用于把所述一级干扰抵消处理子单元输入的信号减去所述重构的第一子自干扰信号，以消除所述第一子自干扰信号。
23.根据权利要求12至21任一项所述的装置，其特征在于，所述一级干扰抵消处理单元包括一个误差控制信号提取单元以及至少一个一级干扰抵消处理子单元，所述一级干扰抵消处理子单元包括延迟幅度相位跟踪单元与干扰信号抵消单元；所述误差控制信号提取单元用于根据所述至少一个一级干扰抵消处理子单元中的干扰信号抵消单元的输出生成误差控制信号；每个所述一级干扰抵消处理子单元中的所述延迟幅度相位跟踪单元用于根据所述误差控制信号对第一子参考信号进行延迟幅度相位跟 踪，以获得重构的第一子自干扰信号；所述干扰信号抵消单元用于把所述一级干扰抵消处理子单元输入的信号减去所述重构的第一子自干扰信号，以消除所述第一子自干扰信号。
24.根据权利要求12至23任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括多个本地发射天线时，所述第二参考信号包括多个第二子参考信号，第二自干扰信号包栝多个第二子自干扰信号，每个所述第二子自干扰信号对应所述多个本地发射天线中的每个本地发射天线，所述第二子参考信号是通过对第二子自干扰信号对应的本地发射天线的发射信号耦合获得；所述二级干扰抵消处理单元用于利用所述多个第二子参考信号对接收的所述信号进行多个二级子处理，在每个二级子处理中，将所述二级子处理待处理的信号减去第二子参考信号经过滤波处理后的信号，以消除与所述第二子参考信号对应的本地发射天线对应的第二子自干扰信号。
25.根据权利要求12至24任一项所述的装置，其特征在于，所述二级干扰抵消处理单元包括至少一个二级干扰抵消处理子单元，所述二级干扰抵消处理子单元包括误差控制信号提取单元、滤波器单元、和干扰信号抵消单元；所述误差控制信号提取单元用于根据所述二级干扰抵消处理子单元中的干扰信号抵消单元的输出生成误差控制信号；所述滤波器单元用于根据所述所述误差控制信号对第二子参考信号进行滤波处理，以获得重构的第二子自干扰信号；所述干扰信号抵消单元用于把所述二级干扰抵消处理子单元输入的信号减去所述重构的第二子自干扰信号，以消除所述第二子自干扰信号。
26.权利要求12至24任一项所述的装置，其特征在于，所述二级干扰抵消处理单元包括一个误差控制信号提取单以及至少一个二级干扰抵消处理子单元，所述二级干扰抵消处理子单元包括滤波器单元、干扰信号抵消单元；所述误差控制信号提取单元用于根据所述至少一个二级干扰抵消处理子单元中的干扰信号抵消单元的输出生成误差控制信号；所述滤波器 单元用于根据所述所述误差控制信号对第二子参考信号进行滤波处理，以获得重构的第二子自干扰信号；所述干扰信号抵消单元用于把所述二级干扰抵消处理子单元输入的信号减去所述重构的第二子自干扰信号，以消除所述第二子自干扰信号。
27.一种具有干扰信号消除功能的系统，其特征在于，所述系统包括发送装置，以及如权利要求12至26任一项所述的干扰消除装置，所述发送装置用于发送所述干扰消除装置接收的无线信号。 
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