同时同频全双工
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天线干扰消除有两种实现原理 • 天线布放实现 • 对收/发信号进行相位反转实现。
天线布放
• 通过控制收发天线的空间布放位置，使不同发射天线距离 接收天线相差半波长的奇数倍，从而使不同发射天线的发 射信号在接收天线处相位相差π，可以实现两路自干扰信 号的对消。这种方案需要各发射天线与接收天线之间具有 较强的直视径，当两路干扰信号的输出功率相匹配的时候 干扰消除的效果最佳。干扰消除的效果主要受以下因素影 响：天线布放位置的精确度，两路自干扰信号到达接收天 线处的强度是否匹配，信号带宽。
相位反转实现的天线对消
• 在对称布放收发天线的基础上，在成对的发射/接受天线中，信号 发射之前或接收之后在天线端口处引入相位差π，可以实现自干扰信 号的对消。基本实现方案有两种，如图3所示。对于图3（a），一根 接收天线接收信号后进行180°相位反转，自干扰信号就可以在两条接 收天线合并后消除，对于图3（b），一根发射天线将信号进行180°相 位反转后再发射，自干扰信号就可以在接收天线处消除。这种方案中 每对接收或发射天线共用一条射频链路。
同时同频全双工技术
概念
• 同时同频全双工技术：是指设备的发射机和接收机占用 相同的频率资源同时进行工作，使得通信双方在上、下行 可以在相同时间使用相同的频率，突破了现有的频分双工 （FDD）和时分双工（TDD）模式，是通信节点实现双向 通信的关键之一。
全双工技术面临的挑战
•
采用同时同频全双工无线系统，所有同时同频发射节点对于非目标
• 天线布放位置由信号中心频率决定，要使两根发射天线距离接收天线 相差半波长的奇数倍。两路自干扰信号的强度匹配是指要使两路干扰 信号到达接收天线处的功率相等。这一点可以通过对距离接收天线较 近的发射天线加入衰减实现。
从图1可以看出，在两路干扰信号强度匹配的情况下，1mm的天线布放 位置误差会将干扰抑制效果限制在29dB以下。从图2可以看出，在天线 精确布放的情况下，两路干扰信号强度相差10%，即有1dB偏差时，会将 干扰抑制效果限制在25dB以下。可以看到，两路干扰信号功率的轻微失 配都会导致干扰抑制效果大打折扣，因此该方案的一个难点是确保接收 端各路干扰信号的功率都匹配。 两个仿真结果表明，天线干扰消除的效果随信号带宽的增加而下降，对 于窄带系统具有足够鲁棒性；较窄带系统，宽带系统性能有一定损失。
• 由于天线布放的对称性，这种方案有两个显著优点：一是干扰消除效 果不受信号中心频率和带宽的影响；二是若忽略移相器的插入损耗， 无需考虑自干扰信号的功率匹配问题。进一步，可以将接收端消除和 发射端消除相结合，实现双重的干扰消除效果，对应图4中的情况只 需要一发一收，共两条射频链路。
• 考虑MIMO技术的应用，上述利用空间布放实现的天线对消在更多天 线布放时存在实现困难问题，难以与MIMO技术并行使用，而利用相 位反转实现的天线对消可以与MIMO技术并行使用。每对发射天线共 用一条射频链路，通过相位反转在各接收天线处达到干扰消除；每对 接收天线共用一条射频链路，通过相位反转进一步实现双重干扰消除； 同时，多组发射/接收天线可以与远端构成MIMO系统。
接收节点都是干扰源，同时同频发射机的发射信号会对本地接收机产 生强自干扰，因此同时同频全双工系统的应用关键在于干扰的有效消 除。
干扰消除技术
在点对点场景同时同频全双工系统的自干扰消除研究中，根据干扰 消除方式和位置的不同，有三种自干扰消除技术：
• 天线干扰消除 • 射频干扰消除 • 数字干扰消除
wk.baidu.com
天线干扰消除
天线布放
• 通过控制收发天线的空间布放位置，使不同发射天线距离 接收天线相差半波长的奇数倍，从而使不同发射天线的发 射信号在接收天线处相位相差π，可以实现两路自干扰信 号的对消。这种方案需要各发射天线与接收天线之间具有 较强的直视径，当两路干扰信号的输出功率相匹配的时候 干扰消除的效果最佳。干扰消除的效果主要受以下因素影 响：天线布放位置的精确度，两路自干扰信号到达接收天 线处的强度是否匹配，信号带宽。
相位反转实现的天线对消
• 在对称布放收发天线的基础上，在成对的发射/接受天线中，信号 发射之前或接收之后在天线端口处引入相位差π，可以实现自干扰信 号的对消。基本实现方案有两种，如图3所示。对于图3（a），一根 接收天线接收信号后进行180°相位反转，自干扰信号就可以在两条接 收天线合并后消除，对于图3（b），一根发射天线将信号进行180°相 位反转后再发射，自干扰信号就可以在接收天线处消除。这种方案中 每对接收或发射天线共用一条射频链路。
同时同频全双工技术
概念
• 同时同频全双工技术：是指设备的发射机和接收机占用 相同的频率资源同时进行工作，使得通信双方在上、下行 可以在相同时间使用相同的频率，突破了现有的频分双工 （FDD）和时分双工（TDD）模式，是通信节点实现双向 通信的关键之一。
全双工技术面临的挑战
•
采用同时同频全双工无线系统，所有同时同频发射节点对于非目标
• 天线布放位置由信号中心频率决定，要使两根发射天线距离接收天线 相差半波长的奇数倍。两路自干扰信号的强度匹配是指要使两路干扰 信号到达接收天线处的功率相等。这一点可以通过对距离接收天线较 近的发射天线加入衰减实现。
从图1可以看出，在两路干扰信号强度匹配的情况下，1mm的天线布放 位置误差会将干扰抑制效果限制在29dB以下。从图2可以看出，在天线 精确布放的情况下，两路干扰信号强度相差10%，即有1dB偏差时，会将 干扰抑制效果限制在25dB以下。可以看到，两路干扰信号功率的轻微失 配都会导致干扰抑制效果大打折扣，因此该方案的一个难点是确保接收 端各路干扰信号的功率都匹配。 两个仿真结果表明，天线干扰消除的效果随信号带宽的增加而下降，对 于窄带系统具有足够鲁棒性；较窄带系统，宽带系统性能有一定损失。
• 由于天线布放的对称性，这种方案有两个显著优点：一是干扰消除效 果不受信号中心频率和带宽的影响；二是若忽略移相器的插入损耗， 无需考虑自干扰信号的功率匹配问题。进一步，可以将接收端消除和 发射端消除相结合，实现双重的干扰消除效果，对应图4中的情况只 需要一发一收，共两条射频链路。
• 考虑MIMO技术的应用，上述利用空间布放实现的天线对消在更多天 线布放时存在实现困难问题，难以与MIMO技术并行使用，而利用相 位反转实现的天线对消可以与MIMO技术并行使用。每对发射天线共 用一条射频链路，通过相位反转在各接收天线处达到干扰消除；每对 接收天线共用一条射频链路，通过相位反转进一步实现双重干扰消除； 同时，多组发射/接收天线可以与远端构成MIMO系统。
接收节点都是干扰源，同时同频发射机的发射信号会对本地接收机产 生强自干扰，因此同时同频全双工系统的应用关键在于干扰的有效消 除。
干扰消除技术
在点对点场景同时同频全双工系统的自干扰消除研究中，根据干扰 消除方式和位置的不同，有三种自干扰消除技术：
• 天线干扰消除 • 射频干扰消除 • 数字干扰消除
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天线干扰消除