(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811307512.7
(22)申请日 2018.11.05
(71)申请人 江苏软仪科技股份有限公司
地址 213012 江苏省常州市钟楼区玉龙南
路178-1号6628室
申请人 南京软仪信息技术有限公司
(72)发明人 裴沌 祝超 张云飞
(74)专利代理机构 南京瑞弘专利商标事务所
(普通合伙) 32249
代理人 吴旭
(51)Int.Cl.
H04B 1/04(2006.01)
H04B 1/00(2006.01)
H04B 1/10(2006.01)
(54)发明名称
(57)摘要
该发明公开了一种带发射干扰消除的无线
通信系统全双工射频电路，属于无线通信系统射
端工作在全双工模式时，发射通道信号会泄漏到
度。本发明通过载波对消环产生一个和泄露信号
等幅反向的对消信号，消除泄露到接收信道的发
射干扰噪声的方法。显著的提高了无线通信系统
的收发隔离度，降低了全双工无线通信系统射频
前端电路的设计复杂度。权利要求书1页 说明书3页 附图3页CN 109450464 A 2019.03.08
C N 109450464
A
1.一种带发射干扰消除的无线通信系统全双工射频电路，其特征在于：包括基带DSP射频控制模块(199)、发射通路(125)、低噪声信号分离器(110)、发射噪声抵消电路(135)、接收通路(160)、中频级(161)、天线(100)、双工器(105)，所述基带DSP射频控制模块(199)输出端连接发射通路(125)的输入端，所述发射通路(125)的输出端分为两路，第一路通过第一滤波器(140)连接发射噪声抵消电路(135)的第一输入端，第二路连接双工器(105)的控制端；天线(100)通过第一开关(196)连接所述双工器(105)的输入端，所述双工器(105)的输出端连接第二滤波器(141)的输入端，所述第二滤波器(141)的输出端分为两路，第一路通过开关(198)连接所述发射噪声抵消电路(135)的第二输入端，第二路通过开关(164)输入加法器(170)；所述发射噪声抵消电路(135)的输出端输入所述加法器(170)，所述加法器(170)的输出端连接所述接收通路(160)的输入端，所述接收通路(160)的输出端连接中频级(161)的输入端，所述中频级(161)的输出端连接所述基带DSP射频控制模块(199)的输入端。
2.根据权利要1所述的带发射噪声消除的无线通信系统全双工射频电路，其特征在于：所述发射通路(125)包括依次级联的I/Q调幅器(130)、第三滤波器(120)、功率放大器(115)。
3.根据权利要1所述的带发射噪声消除的无线通信系统全双工射频电路，其特征在于：所述发射噪声抵消电路(135)包括发射噪声估计电路(145)、第四滤波器(143)、增益调整器(155)、相位调整器(150)，所述发射噪声估计电路(145)的两个输入端分别作为所述发射噪声抵消电路(135)的两个输入端，所述发射噪声估计电路(145)的第一输出端连接相位调整器(150)的控制端，所述发射噪声估计电路(145)的第二输出
端连接增益调整器(155)的控制端，所述开关(198)的输出端连接相位调整器(150)的输入端，所述相位调整器(150)的输出端连接增益调整器(155)的输入端，所述增益调整器(155)的输出端连接第四滤波器(143)的输入端，所述第四滤波器(143)的输出端作为所述发射噪声抵消电路(135)的输出端。
4.根据权利要1所述的带发射噪声消除的无线通信系统全双工射频电路，其特征在于：所述接收通路(160)包括依次级联的低噪声放大器(175)、第五滤波器(144)、乘法器(190)、第六滤波器(145)。
5.根据权利要1所述的带发射噪声消除的无线通信系统全双工射频电路，其特征在于：所述开关(196，164，198)为可编程开关。
权 利 要 求 书1/1页CN 109450464 A
一种带发射干扰消除的无线通信系统全双工射频电路
技术领域
[0001]本发明涉及全双工射频(RF)电路，尤其是减少或消除发射机信号到接收机电路泄漏的全双工射频电路。
背景技术
[0002]无线通讯系统中如蜂窝电话和无绳电话加速了在射频集成电路研究领域的需求；该研究更注重低成本、低功耗、更小的尺寸，一方面要求射频发射与接收部分越来越靠近，最终目标是把两者集成于一个IC芯片中。
[0003]然而，如果发射单元距离接收单元太近，结果会带来发射信号泄露到接收端，只能通过物理与机械隔离才能解决。当前无线通讯系统中的解决方案是要么射频集成电路中拥有两个独立的收发芯片，要么采用特殊材料来尽量减少发射部分信号到接收机的泄露，该方案的缺点是限制了发射机与接收机的尺寸，因此为了满足如今通讯系统的要求，建立单芯片的解决方案是不切实际的。
[0004]为了提高隔离，一个选择是能够提供某种电子解决方案，然后，一方面解决外部发射干扰源，一方面又要解决发射机从内部泄露到接收端，基本是实现不了的。尤其当发射机与接收机集成在一个芯片上更是如此。有以下现有方法：首先产生一个参考信号，然后对参考相位进行180度调整，幅度调整到与干扰信号相等。然后将该信号加载至干扰信号上进行对消处理；当其他外部射频信号源处于不发信号状态时，此时产生参考信号，因此参考信号可以用来度量外部干扰源的大小，来自外部的干扰信号与内部的发射泄露信号存在差异。射频通讯系统几乎与外部干扰源不相干，这些技术依然采用物理或机械的隔离来减少内部发射泄露，并且射频发射机与接收机并不是同一个IC芯片，因此内部发射泄露对消问题任然需要解决。
[0005]因此，对于同收发的通讯系统，并且工作在全双工模式，减少或消除发射信号的泄露的技术需求非常强力。
发明内容
[0006]发明目的：针对上述现有技术，提出一种带发射噪声消除的无线通信系统全双工射频电路，实现消除来自发射泄露的噪声。
[0007]技术方案：一种带发射噪声消除的无线通信系统全双工射频电路，包括基带DSP 射频控制模块、发射通路、低噪声信号分离器、发射噪声抵消电路、接收通路、中频级、天线、双工器，所述基带DSP射频控制模块输出端连接发射通路的输入端，所述发射通路的输出端分为两路，第一路通过第一滤波器连接发射噪声抵消电路的第一输入端，第二路连接双工器的控制端；天线通过第一开关连接所述双工器的输入端，所述双工器的输出端连接第二滤波器的输入端，所述第二滤波器的输出端分为两路，第一路通过开关连接所述发射噪声抵消电路的第二输入端，第二路通过开关输入加法器；所述发射噪声抵消电路的输出端输入所述加法器，所述加法器的输出端连接所述接收通路的输入端，所述接收通路的输出端
连接中频级的输入端，所述中频级的输出端连接所述基带 DSP射频控制模块的输入端。[0008]有益效果：本发明的一种带发射噪声消除的无线通信系统全双工射频电路，在射频通讯系统中，工作全双工模式下无线通讯系统中进入接收通路的发射噪声，通过环路可以有效消除发射信号泄露，此时发射电路会
产生发射通讯信号，而第二级的对消主要基于第一级对消及发射信号的大小，经过两个阶段后，泄露的信号大大的减少与并接收机信号相结合，从而使得射频电路尺寸减小了，并且射频发射模块与接收模块可以并入成一个集成芯片。
附图说明
[0009]图1为本发明全双工射频电路的结构示意图；
[0010]图2为校准模式下电路运行框图；
[0011]图3为噪声抵消模式下电路运行框图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0013]如图1所示，一种带发射噪声消除的无线通信系统全双工射频电路，包括基带DSP 射频控制模块199、发射通路125、低噪声信号分离器110、发射噪声抵消电路135、接收通路160、中频级161、天线100、双工器105。所述基带DSP射频控制模块199输出端连接发射通路125的输入端，所述发射通路125的输出端分为两路，第一路通过第一滤波器140连接发射噪声抵消电路135的第一输入端，第二路连接双
工器105的控制端。天线100通过第一开关196连接所述双工器105的输入端，所述双工器105的输出端连接第二滤波器141的输入端，所述第二滤波器141的输出端分为两路，第一路通过开关198连接所述发射噪声抵消电路135的第二输入端，第二路通过开关164输入加法器170；所述发射噪声抵消电路135的输出端输入所述加法器170，所述加法器170的输出端连接所述接收通路160的输入端，所述接收通路160的输出端连接中频级161的输入端，所述中频级161的输出端连接所述基带DSP射频控制模块199的输入端。
[0014]发射通路125包括依次级联的I/Q调幅器130、第三滤波器120、功率放大器115。[0015]发射噪声抵消电路135包括发射噪声估计电路145、第四滤波器143、增益调整器 155、相位调整器150，所述发射噪声估计电路145的两个输入端分别作为所述发射噪声抵消电路135的两个输入端，所述发射噪声估计电路145的第一输出端连接相位调整器 150的控制端，所述发射噪声估计电路145的第二输出端连接增益调整器155的控制端，所述开关198的输出端连接相位调整器150的输入端，所述相位调整器150的输出端连接增益调整器155的输入端，所述增益调整器155的输出端连接第四滤波器143的输入端，所述第四滤波器143的输出端作为所述发射噪声抵消电路135的输出端。
[0016]接收通路160包括依次级联的低噪声放大器175、第五滤波器144、乘法器190、第六滤波器145。开关196，164，198为可编程开关。
[0017]噪声消除系统基于两种工作模式：校准模式和噪声消除模式。在校准模式下，分别将196、164、198开关设置为打开、打开、关闭。基带DSP射频控制模块199根据预先存储的PN 序列生成校准信号。利用低噪声信号分离器110将标定信号分解为两个信号，第一个信号
(称为参考信号)采用第一个路径，该路径通过第一个滤波器140直接到达发射噪声抵消电路135。第二个信号(称为发射噪声信号)通过双工器105和第二个滤波器 141到达相同的发射噪声抵消电路135。噪声消除环路采用估计算法再次估计因子和相位校正因子。噪声消除模式切换时，分别将196、164、198设置为(关、闭、开)；将估计的相位和增益因子应用于第一个信号，得到一个等效的发射噪声信号。等效噪声信号的幅值和相位调整到与接收信号的传输干扰信号分量相位差为180度。加法器170将接收到的信号和噪声等效信号相加，以产生一个大部分或完全没发射噪声的接受信号。
[0018]将天线与其他收发器断开的目的是将无线电与任何外部接收频带上的干扰源隔离开来。干扰这种情况可以包括接收频带内的接收信号或相邻信道和同信道信号。在这种模式下，开关164保持打开状态，开关198保持关闭，所有开关都由基带DSP射频控制模块199控制。
[0019]参考图2，校准过程发生在一个隔离的和自我控制的无线电环境中。由于天线断开，不存在从任何外部源接收任何信号的风险。该无线电控制器基于一个PN序列优选地发送一个序列的校准位。标定位经过包括I/Q调幅器130、第三滤波器120和功率放大器 115的发射路径。用低噪声信号分离器110将得到的
标定信号分解为两个信号。第一个信号有第一个路径，第二个信号有第二个路径。第一个信号S1，也称为参考信号，通过第一滤波器140，而第二个信号S2，称为发射噪声信号，通过双工器105接收滤波器141。 S1和S2通过发射噪声估计电路145处理。发射噪声估计电路145能交叉关联S1和S2，估计相位校正因子和增益校正因子。这些因子的推导方式是这样的，如果它们应用于S1，它们会产生S2的估计值。从数学上讲，可以这样表示：
[0020]S2＝-G*exp(jφ)
[0021]其中，S2表示等效发射噪声。Se＝S2+S2表示发射噪声估计的误差，Se/S2为降噪系数。
[0022]在实践中，S1和S2被提供给信号相关器，比较和关联参考和发送噪声信号并产生调整后的信号(在相位和振幅上)与估计值相对应的发射噪声。估计电路产生相位因子和增益因子，将应用于在噪声消除模式下的参考信号。
[0023]参考图3，第二种模式是噪声消除模式。在噪声消除模式下，基带DSP射频控制模块199向开关196和164发送控制信号以关闭它们，向开关198发送控制信号以打开它们。天线现在连接到无线电收发器，因此无线电连接到外部世界。在这种操作模式中，目的是使射频信号工作在全双工模式下。由基带DSP射频控制模块199生成发射信号。发射信号通过路径125发射。之后，发射信号通过功分器110。大部分信号(＞99％) 通过双工器和天线在空气中传播。发射信号的剩余部分通过其他两个路径。剩余信号
第一部分S1的是参考信号，并且它通过第一条路径传播。剩余信号第二部分S2经过第二条路径。S1通过滤波器141和发射噪声抵消电路135后，对它的增益和相位进行调整，从而成为等效噪声信号S2(增益G和相位Φ是在上面讨论的校准模式期间计算的)。信号S2代表发射噪声信号。S2通过滤波器141和开关164。发射噪声信号S2叠加到等效噪声信号S2中，因此得到大幅度抵消。
[0024]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议