干擾消除裝置及方法
【專利摘要】本發明公開了一種干擾消除裝置及方法，用于消除射頻識別系統中閱讀器接收的標簽信號中的干擾。該裝置包括：控制單元、抵消信號產生單元、信號合并單元及功率檢測器；抵消信號產生單元用于接收第二載波信號、與所述第二載波信號相位差為90度的第三載波信號以及與所述第二載波信號相位差為180度的第四載波信號，根據控制單元的指令對第二載波信號、第三載波信號以及第四載波信號的幅值進行調節以產生多個抵消信號；信號合并單元用于接收干擾信號以及多個抵消信號，對干擾信號和多個抵消信號分別進行相加或相減以得到多個合并信號，并根據所述控制單元的指令對干擾信號進行消除；功率檢測器用于檢測每一合并信號的幅值；控制單元用于根據合并信號的幅值變化情況確定最佳抵消信號，并控制信號合并單元使用最佳抵消信號對干擾信號進行消除。采用本發明能夠快速、低成本地實現干擾消除。
【專利說明】干擾消除裝置及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及射頻識別(RFID, Radio Frequency Identification)【技術領域】,特別涉及射頻識別系統中的干擾消除裝置及方法。
【背景技術】
[0002]射頻識別(RFID, Radio Frequency Identification)技術是一種非接觸式的自動識別技術，俗稱電子標簽，其通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數據，其包括如下基本組成部分:
[0003]1、標簽(Tag)，其由標簽天線及芯片組成，附著在被控制、檢測或跟蹤的物體上，其中，在RFID系統中通常包括多個標簽，每個標簽具有唯一的電子編碼，用以唯一地標識被控制、檢測或跟蹤的物體；這里，標簽也可被稱為應答器；
[0004]2、閱讀器(Reader)，其用于讀/寫標簽中存儲的信息，可為手持式或固定式，其中RFID系統中通常包括一個閱讀器，其讀取各個標簽中存儲的信息(有時還能向標簽寫入標簽信息)，以實現對于各個標簽所附著的物體的控制、檢測或跟蹤；這里，閱讀器還可被稱為詢問器；
[0005]3、天線(Antenna)，其連接閱讀器，用于在各個標簽和閱讀器間傳遞射頻信號，以在閱讀器和標簽之間傳遞信息。
[0006]目前，超高頻(UHF)RFID技術發展的一大屏障就是其較低的可靠性。在UHFRFID系統中，前向鏈路(從閱讀器到標簽的鏈路)和反向鏈路(從標簽到閱讀器的鏈路)都會影響整個系統的可靠性，而本領域的很多技術(諸如天線切換等)都是致力于改善前向鏈路的可靠性，在改善反向鏈路的可靠性方面，本領域技術還亟待改進。UHF標簽多屬于無源或半有源電子標簽，在閱讀器的讀取范圍之外時，UHF標簽處于無源狀態，在閱讀器的讀取范圍之內時，UHF標簽從閱讀器發出的載波信號(CW signal)中提取其工作所需的電能，通過在來自閱讀器的載波信號上反射信號來回傳信號給閱讀器。所謂載波是指被調制以傳輸信號的波形，一般為正弦波。
[0007]由于，在UHF RFID系統中，閱讀器必須在前向鏈路傳輸載波信號，而這將導致三種干擾信號，進而會對反向鏈路的信號接收產生影響，這三種干擾信號可被稱為自干擾(self-jammer)。圖1示出了在反向鏈路的信號接收過程中所存在的這三種干擾信號。如圖1所示，定向耦合器101將從閱讀器的發送端口(TX port)收到的來自閱讀器的載波信號傳輸給天線102，并向閱讀器的接收端口(RX port)傳輸天線102接收到的來自UHF標簽的信號。在向閱讀器的接收端口傳輸的接收信號中存在三種干擾信號:
[0008]干擾信號1:在由發送端口向天線102傳輸載波信號時，定向耦合器101從發送端口泄露到接收端口的信號，該泄露信號相對固定，與定向耦合器本身的電路特性相關；
[0009]干擾信號2:由天線102反射回來的信號，其與天線102本身及其饋線的特性有關，也相對固定；
[0010]干擾信號3:由天線102周圍的金屬體103帶來的干擾信號，其中，近場的金屬體可能改變天線102的反射特性，而遠場的金屬體可能反射載波信號到天線102，這些干擾信號與天線102以及定向耦合器101固有的特性無關，也被稱為動態的自干擾。
[0011]以上的三種干擾信號會隨接收信號一起被傳輸至閱讀器的接收端口，這樣就會對閱讀器所接收的來自UHF標簽的信號帶來干擾。為了保證反向鏈路的可靠性，需要去除以上三種干擾信號對接收信號的影響。
[0012]現有技術已提出了兩種消除自干擾的方案:
[0013]一種方案是采用高隔離度的定向耦合器以避免發送端口向接收端口的信號泄露，即去除上述的干擾信號I的影響，但是，這種方案并不能去除天線反射的信號以及天線周圍金屬體所帶來的干擾信號對接收信號的影響，即不能去除上述干擾信號2和干擾信號3的影響；
[0014]另一種方案采用了可變衰減器(attenuator)和可變移相器(phase shifter)來從發送端口的載波信號中耦合出具有一定相位和幅值的信號來抵消上述三種干擾信號對接收信號的影響，進而達到消除自干擾的目的，但是，其中的可變移相器成本很高，并且方案設計復雜，實現起來難度較大。
[0015]綜上所述，UHF RFID技術中目前需要一種簡單易行的方案來消除上述三種干擾信號給接收信號帶來的干擾，以提高反向鏈路的可靠性。
【發明內容】
[0016]為解決上述問題，本發明提出了一種用于干擾消除的裝置及方法，能夠快速、低成本地消除閱讀器反向鏈路上的干擾。
[0017]根據本發明實施例的一種干擾消除裝置，其包括:控制單元、抵消信號產生單元、信號合并單元和功率檢測器，其中:
[0018]所述抵消信號產生單元用于接收第二載波信號、與所述第二載波信號相位差為90度的第三載波信號以及與所述第二載波信號相位差為180度的第四載波信號，根據所述控制單元的指令對所述第二載波信號、所述第三載波信號以及所述第四載波信號的幅值進行多次調節，以產生多個抵消信號，并輸出所述多個抵消信號給所述信號合并單元；其中，所產生的每一抵消信號為幅值調節后的所述第二載波信號和幅值調節后的所述第三載波信號相加所得到的信號，或者為幅值調節后的所述第三載波信號和幅值調節后的所述第四載波信號相加所得到的信號；
[0019]所述信號合并單元用于接收干擾信號以及所述多個抵消信號，對所述干擾信號和所述多個抵消信號分別進行相加或相減以得到多個合并信號，輸出所述多個合并信號給所述功率檢測器，并根據所述控制單元的指令對所述干擾信號進行消除；
[0020]所述功率檢測器用于接收所述多個合并信號，檢測每一合并信號的幅值，并輸出所述多個合并信號的幅值給所述控制單元；
[0021]所述控制單元用于控制所述抵消信號產生單元產生所述多個抵消信號，接收所述多個合并信號的幅值，根據所述多個合并信號的幅值變化情況確定最佳抵消信號，并控制所述信號合并單元使用所述最佳抵消信號對所述干擾信號進行消除。
[0022]根據本發明另一實施例的一種干擾消除裝置，其包括:控制單元、向量調制器、信號合并單元和功率檢測器，其中:[0023]所述向量調制器用于接收第二載波信號，根據所述控制單元的指令對所述第二載波信號的幅值和相位進行多次調節，以產生多個抵消信號，并輸出所述多個抵消信號給所述信號合并單元；
[0024]所述信號合并單元用于接收干擾信號以及所述多個抵消信號，對所述干擾信號和所述多個抵消信號分別進行相加以得到多個合并信號，輸出所述多個合并信號給所述功率檢測器，并根據所述控制單元的指令對所述干擾信號進行消除；
[0025]所述功率檢測器用于接收所述多個合并信號，檢測每一合并信號的幅值，并輸出所述多個合并信號的幅值給所述控制單元；
[0026]所述控制單元用于控制所述向量調制器產生所述多個抵消信號，接收所述多個合并信號的幅值，根據所述多個合并信號的幅值變化情況確定最佳抵消信號，并控制所述信號合并單元使用所述最佳抵消信號對所述干擾信號進行消除。
[0027]根據本發明實施例的一種干擾消除方法，該方法包括:
[0028]接收第二載波信號、與所述第二載波信號相位差為90度的第三載波信號以及與所述第二載波信號相位差為180度的第四載波信號；
[0029]接收干擾信號；
[0030]對所述第二載波信號、所述第三載波信號以及所述第四載波信號的幅值進行多次調節，以產生多個抵消信號；其中，所產生的每一抵消信號為幅值調節后的所述第二載波信號和幅值調節后的所述第三載波信號相加所得到的信號，或者為幅值調節后的所述第三載波信號和幅值調節后的所述第四載波信號相加所得到的信號；
[0031]對所述干擾信號和所述多個抵消信號分別進行相加或相減以得到多個合并信號;
[0032]檢測每一合并信號的幅值，并根據所述多個合并信號的幅值變化情況確定最佳抵消信號；
[0033]使用所述最佳抵消信號對所述干擾信號進行消除。
[0034]采用本發明實施例所提供的干擾消除裝置和方法，不必對目前的閱讀器硬件做任何改動，易于實施，且成本較低。通過本發明實施例中所提供的兩級查找方法可快速地干擾消除，并且針對跳頻的情況，采用查找表來保存各個頻率的載波信號所對應的最佳相位，能夠進一步提聞干擾消除的效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]下面將通過參照附圖詳細描述本發明的示例性實施例，使本領域的普通技術人員更清楚本發明的上述及其它特征和優點，附圖中:
[0036]圖1示出了現有技術中的定向耦合器以及天線中存在的自干擾；
[0037]圖2A為依據本發明一實施例的干擾消除裝置的結構示意圖；
[0038]圖2B為依據本發明一實施例的干擾消除裝置的結構示意圖；
[0039]圖3A示出了干擾信號在第三象限時查找到的最佳抵消信號的星座圖坐標；
[0040]圖3B示出了抵消信號的Θ值在[0°，180° ]范圍內變化時所得到的合并信號的幅值變化曲線；
[0041]圖3C示出了干擾信號在第一象限時查找到的最佳抵消信號的星座圖坐標；[0042]圖3D示出了抵消信號的Θ值在[0°，180° ]范圍內變化時所得到的合并信號的幅值變化曲線；
[0043]圖4Α為依據本發明一實施例的干擾消除裝置的結構示意圖；
[0044]圖4Β為依據本發明一實施例的干擾消除裝置的結構示意圖；
[0045]圖4CT4E為依據本發明實施例的干擾消除裝置的幾種變形方案示意圖；
[0046]圖5Α為依據本發明一實施例的干擾消除裝置的結構示意圖；
[0047]圖5Β為依據本發明一實施例的干擾消除裝置的結構示意圖；
[0048]圖6Α為依據本發明一實施例的方法流程圖；
[0049]圖6Β為依據本發明一實施例的方法流程圖；
[0050]圖7示出了兩級查找最佳抵消信號的相位的過程；
【具體實施方式】
[0051]下文將以明確易懂的方式通過對優選實施例的說明并結合附圖來對本發明上述特性、技術特征、優點及其實現方式予以進一步說明。
[0052]圖2Α示出了依據本發明一實施例的干擾消除裝置組成結構示意圖。如圖2Α所示，該干擾消除裝 置可包括:傳輸線20、抵消信號產生單元21、控制單元22、信號合并單元23、功率檢測器24以及I禹合單兀25。在本實施例中，閱讀器輸出的前向載波信號被表不為Asin(X)，其中，A代表載波信號的幅值。如圖2Α所示，傳輸線20連接發送端口(TX port)和天線，將閱讀器輸出的前向載波信號Asin(x)傳輸至天線，而這會導致前述三種干擾信號，分別表示為ASsin (χ+β )和ARCsin (X+ Y ),其中，S代表稱合單元25的隔離度所帶來的干擾信號幅值，也稱為隔離系數；C代表耦合單元25的耦合損耗所帶來的干擾信號幅值，也稱為耦合系數；R代表天線的反射損耗(包括:天線本身的反射以及天線周圍金屬體的反射)所帶來的干擾信號幅值，也稱為反射系數或者反射損失；β代表耦合單元25的隔離度所帶來的相位變化；Y代表耦合單元25的耦合損耗以及天線的反射損耗所帶來的相位變化。因此，ASsin(χ+β)這一路干擾信號對應于前述干擾信號l，ARCsin(x+Y)這一路干擾信號對應于前述干擾信號2和干擾信號3。這樣，前述三種干擾信號所帶來的干擾可以表示為 ASsin(X+β)+ARCsin (x+y)。
[0053]在圖2A的干擾消除裝置中，抵消信號產生單元21從耦合單元25接收從傳輸線20耦合到的三路載波信號ACsin (x+α) ,ACcos (χ+α)和-ACsin (χ+α )，其中，α代表耦合損耗所帶來的相位變化。信號合并單元23從耦合單元25接收從傳輸線20耦合得到的干擾信號ASsin (χ+β)以及干擾信號ARCsin(x+Y)。控制單元22用于對抵消信號產生單元21中的至少兩個可變衰減器進行控制，這些可變衰減器分別按控制單元22的指令對接收到的信號進行處理，其中,H1和H2分別代表可變衰減器對信號幅值的調節，即衰減系數。這
樣，抵消信號產生單元21產生抵消信號土,^ 土^，隨著控制單元22對
J A II Λ
于抵消信號產生單元21中可變衰減器的控制，可變衰減器可以采用不同的衰減系數對信號進行調節，進而能夠輸出多個抵消信號。信號合并單元23接收來自抵消信號產生單元21的抵消信號以及從傳輸線20耦合到的干擾信號，對抵消信號和干擾信號做加法或者減法，以得到抵消信號與干擾信號之和或者抵消信號與干擾信號之差。同時，在控制單元22的控制下，信號合并單元23可以選擇對抵消信號和干擾信號做加法還是減法，并輸出合并信號(即抵消信號與干擾信號之和或者二者之差)到接收端口(RX port)，所輸出的這一路合并信號就是抵消信號和干擾信號相互抵消之后的剩余信號。功率檢測器24連接信號合并單元23的輸出端，對其輸出的信號幅值進行檢測，并將檢測結果輸出給控制單元22。控制單元22根據功率檢測器24的檢測結果查找到最佳的抵消信號(即能夠最大限度抵消干擾信號使得所得到的剩余信號幅值最小的抵消信號)，并向抵消信號產生單元21發出指令，以使其輸出最佳的抵消信號，同時向信號合并單元23發出指令，以指示其對最佳抵消信號與干擾信號進行相加或相減使得其輸出的剩余信號的幅值最小，進而達到消除干擾的目的。
[0054]具體的，抵消信號產生單元21可每產生一個抵消信號就輸出該抵消信號給信號合并單元23 ;信號合并單元23可每接收到一個抵消信號就對該抵消信號和所述干擾信號進行相加或相減處理以得到一個合并信號，并輸出該合并信號給功率檢測器24 ;功率檢測器24可接收合并信號，每接收到一個合并信號就檢測該合并信號的幅值，并輸出該合并信號的幅值給控制單元22 ;控制單元22可運行用于查找最佳抵消信號的計算機程序以查找到用于干擾消除的最佳抵消信號；其中，控制單元22可記錄所述多個抵消信號的相位變化及其對應的來自功率檢測器24的多個合并信號的幅值，以獲得合并信號的幅值隨抵消信號的相位變化的第一曲線，確定所述第一曲線中的最大值或最小值對應的抵消信號的相位為最佳相位，進而可記錄具有所述最佳相位的所述多個抵消信號的幅值變化及其對應的所述多個合并信號的幅值，以獲得合并信號的幅值隨具有所述最佳相位的抵消信號的幅值變化的第二曲線，確定所述第二曲線上的最小值對應的抵消信號為最佳抵消信號，并設定信號合并單元23在進行干擾消除時是將所述最佳抵消信號與所述干擾信號相加還是將二者相減；其中，如果所述最佳相位對應所述最大值，則所述干擾信號與所述最佳抵消信號的運算與得到對應于所述第一曲線的所述多個合并信號的運算相反，如果所述最佳相位對應所述最小值，則所述干擾信號與所述最佳抵消信號的運算與得到對應于所述第一曲線的所述多個合并信號的運算相同。當確定了所述最佳抵消信號之后，控制單元22根據所述最佳抵消信號的幅值和相位指令抵消信號產生單元21產生所述最佳抵消信號；抵消信號產生單元21按控制單元22的指令生成所述最佳抵消信號并輸出給信號合并單元23 ;控制單元22根據所設定的所述在進行干擾消除時是將所述最佳抵消信號與所述干擾信號相加還是將二者相減，指令信號合并單元23對所述最佳抵消信號和所述干擾信號做相加處理或對二者做相減處理；信號合并單元23連接所述接收端口，其進一步按控制單元22的指令對所述最佳抵消信號和所述干擾信號做相加處理或者相減處理，以消除所述干擾信號對于向所述接收端口傳輸的接收信號的干擾。
[0055]在本發明實施例中，傳輸線20可以為各種傳輸線，比如:微帶線、共面帶線或共面波導線等。
[0056]基于圖2A所示的干擾消除裝置，圖2B示出了依據本發明另一實施例的干擾消除裝置的結構示意圖。在本實施例中，傳輸線20為微帶線201，抵消信號產生單元21包括兩個可變衰減器203a?203b、開關204a和功率合并器205a，信號合并單元23包括功率合并器205b和開關204b，控制單元22為一個微控制單元(MCU) 206，耦合單元包括四個耦合器202a?202d。如圖2B所示，該干擾消除裝置包括:微帶線201、耦合器202a?202d、可變衰減器203a?203b、開關204a?204b、功率合并器205a?205b、微控制單元206和功率檢測器207。與圖2A所示相同，圖2B中的微帶線201連接發送端口(TX port)和天線，將閱讀器輸出的前向載波信號Asin(X)傳輸至天線，而這會導致前述三種干擾信號，分別表示為ASsin (χ+β )和ARCsin(x+Y)，這樣，前述三種干擾信號對接收端口(RX port)的接收信號所帶來的干擾可以表不為 ASsin (χ+ β ) +ARCsin (x+ y )。
[0057]在圖2B的干擾消除裝置中，耦合器202a、耦合器202b和耦合器202c分別從微帶線201稱合得到三路載波信號ACsin(x+a )、ACcos(x+a )和-ACsin(χ+a )。稱合器202d用于從微帶線201耦合得到干擾信號ASsin (χ+ β )和干擾信號ARCsin (χ+ Y ),并將耦合到的干擾信號ASsin(χ+β)+ARCsin(x+Y)輸出給功率合并器205b。MCU206用于對可變衰減器203a、可變衰減器203b、開關204a、開關204b進行控制。耦合器202c輸出信號ACcos (χ+ α )給可變衰減器203a，可變衰減器203a按MCU206的指令對接收到的信號進行
處理再輸出信號
【權利要求】
1.一種干擾消除裝置，其包括:控制單元(22，206)、抵消信號產生單元(21)、信號合并單元(23)和功率檢測器(24，207)，其中: 所述抵消信號產生單元(21)用于接收第二載波信號、與所述第二載波信號相位差為90度的第三載波信號以及與所述第二載波信號相位差為180度的第四載波信號，根據所述控制單元(22，206 )的指令對所述第二載波信號、所述第三載波信號以及所述第四載波信號的幅值進行多次調節，以產生多個抵消信號，并輸出所述多個抵消信號給所述信號合并單元(23);其中，所產生的每一抵消信號為幅值調節后的所述第二載波信號和幅值調節后的所述第三載波信號相加所得到的信號，或者為幅值調節后的所述第三載波信號和幅值調節后的所述第四載波信號相加所得到的信號； 所述信號合并單元(23)用于接收干擾信號以及所述多個抵消信號，對所述干擾信號和所述多個抵消信號分別進行相加或相減以得到多個合并信號，輸出所述多個合并信號給所述功率檢測器(24，207)，并根據所述控制單元(22，206)的指令對所述干擾信號進行消除； 所述功率檢測器(24，207)用于接收所述多個合并信號，檢測每一合并信號的幅值，并輸出所述多個合并信號的幅值給所述控制單元(22，206); 所述控制單元(22，206)用于控制所述抵消信號產生單元(21)產生所述多個抵消信號，接收所述多個合并信號的幅值，根據所述多個合并信號的幅值變化情況確定最佳抵消信號，并控制所述信號合并單元(23)使用所述最佳抵消信號對所述干擾信號進行消除。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中，所述抵消信號產生單元(21)包括:第一可變衰減器(203a)、第二可變衰減 器(203b)、開關(204a)和功率合并器(205a);其中: 所述開關(204a)用于接收所述第二載波信號和所述第四載波信號，根據所述控制單元(22，206)的指令對所述第二載波信號和所述第四載波進行選路，以輸出所述第二載波信號或所述第四載波信號給所述第二可變衰減器(203b)； 所述第一可變衰減器(203a)用于接收所述第三載波信號，根據所述控制單元(22，206)的指令對所述第三載波信號的幅值進行多次調節，并輸出多個第五載波信號給所述功率合并器(205a)； 所述第二可變衰減器(203b)用于根據所述控制單元(22，206)的指令對所述開關(204a)輸出的所述第二載波信號或所述第四載波信號的幅值進行多次調節，并輸出多個第六載波信號給所述功率合并器(205a)； 所述功率合并器(205a)用于對所述多個第五載波信號和所述多個第六載波信號分別進行相加以得到所述多個抵消信號，并輸出所述多個抵消信號給所述信號合并單元(23)。
3.根據權利要求1所述的裝置，所述抵消信號產生單元(21)包括:第一可變衰減器(203a)、第二可變衰減器(203b)、第三可變衰減器(203b)、開關(204a)和功率合并器(205a);其中: 所述第一可變衰減器(203a)用于接收所述第三載波信號，根據所述控制單元(22，206)的指令對所述第三載波信號的幅值進行多次調節，并輸出多個第五載波信號給所述功率合并器(205a)； 所述第二可變衰減器(203b)用于接收所述第二載波信號，根據所述控制單元(22，206)的指令對所述第二載波信號進行多次調節，并輸出多個第六載波信號給所述開關(204a)；所述第三可變衰減器(203b)用于接收所述第四載波信號，根據所述控制單元(22，206)的指令對所述第四載波信號進行多次調節，并輸出多個第七載波信號給所述開關(204a)； 所述開關(204a)用于根據所述控制單元(22，206)的指令對所述多個第六載波信號和所述多個第七載波進行選路，以輸出所述多個第六載波信號或所述多個第七載波信號給所述功率合并器(205a)； 所述功率合并器(205a)用于對所述多個第五載波信號和所述多個第六載波信號分別進行相加，或者對所述多個第五載波信號和所述多個第七載波信號分別進行相加，以得到所述多個抵消信號，并輸出所述多個抵消信號給所述信號合并單元(23)。
4.根據權利要求1至3任一所述的裝置，其進一步包括:傳輸線(20，201)，第一耦合傳輸線(202a，402a)、第二耦合傳輸線(202b)和第三耦合傳輸線(202c);其中: 所述傳輸線(20, 201)用于傳輸第一載波信號； 所述第一耦合傳輸線(202a，402a)與所述傳輸線(20，201)平行設置，用于從所述傳輸線(20，201)上耦合得到所述第二載波信號并輸出給所述抵消信號產生單元(21)； 所述第二耦合傳輸線(202b)與所述傳輸線(20，201)平行設置，且與所述第一耦合傳輸線(202a)相距四分之一所述第一載波信號波長，用于從所述傳輸線(20，201)上耦合得到所述第三載波信號并輸出給所述抵消信號產生單元(21); 所述第三耦合傳輸線(202c)與所述傳輸線(20，201)平行設置，且與所述第二耦合傳輸線(202b)相距四分之一 所述第一載波信號波長，用于從所述傳輸線(20，201)上耦合得到所述第四載波信號并輸出給所述抵消信號產生單元(21)。
5.根據權利要求1至3任一所述的裝置，其進一步包括:傳輸線(20，201)，第一耦合傳輸線(202a, 402a)、第一功分器(403)、第一固定移相器(404a)和第二固定移相器(404b)；其中: 所述傳輸線(20, 201)用于傳輸第一載波信號； 所述第一耦合傳輸線(202a，402a)與所述傳輸線(20，201)平行設置，用于從所述傳輸線(20，201)上耦合得到所述第二載波信號并輸出給所述第一功分器(403); 所述第一功分器(403)用于接收所述第二載波信號，將所述第二載波信號分為三路，并分別輸出所述第二載波信號給所述抵消信號產生單元(21)、所述第一固定移相器(404a)和所述第二固定移相器(404b)； 所述第一固定移相器(404a)用于對接收到的所述第二載波信號做90度的移相處理，以得到所述第三載波信號，并輸出所述第三載波信號給所述抵消信號產生單元(21); 所述第二固定移相器(404b)用于對接收到的所述第二載波信號做180度的移相處理，以得到第四載波，并輸出所述第四載波信號給所述抵消信號產生單元(21)。
6.根據權利要求1至3任一所述的裝置，其進一步包括:傳輸線(20，201)，第一耦合傳輸線(202a, 402a)、第一功分器(403)、第二功分器(403，)、第一固定移相器(404a)和第三固定移相器(404a’)；其中: 所述傳輸線(20, 201)用于傳輸第一載波信號； 所述第一耦合傳輸線(202a，402a)與所述傳輸線(20，201)平行設置，用于從所述傳輸線(20，201)上耦合得到所述第二載波信號并輸出給所述第一功分器(403);所述第一功分器(403)用于接收所述第二載波信號，將所述第二載波信號分為兩路，并分別輸出所述第二載波信號給所述抵消信號產生單元(21)和所述第一固定移相器(404a)； 所述第一固定移相器(404a)用于對接收到的所述第二載波信號做90度的移相處理，以得到所述第三載波信號，并輸出所述第三載波信號給所述第二功分器(403’ )； 所述第二功分器(403’)用于接收所述第三載波信號，將所述第三載波信號分為兩路，并分別輸出所述第三載波信號給所述抵消信號產生單元(21)和所述第三固定移相器(404a’)； 所述第三固定移相器(404a’)用于對接收到的所述第三載波信號做90度的移相處理，以得到第四載波，并輸出所述第四載波信號給所述抵消信號產生單元(21)。
7.根據權利要求4至6任一所述的裝置，其進一步包括:第四耦合傳輸線(202d)； 所述第四耦合傳輸線(202d)與所述傳輸線(20，201)平行設置，用于從所述傳輸線(20，201)上耦合得到所述干擾信號并輸出給所述信號合并單元(23)。
8.根據權利要求4至6任一所述的裝置，其中:所述第一載波信號的頻率可變。
9.根據權利要求1所述的裝置，其中，根據所述多個合并信號的幅值變化情況確定最佳抵消信號進 一步包括: 根據所述多個抵消信號的相位變化及其對應的所述多個合并信號的幅值獲得合并信號的幅值隨抵消信號的相位變化的第一曲線，確定所述第一曲線上的最大值或最小值對應的抵消信號的相位為最佳相位；根據具有所述最佳相位的所述多個抵消信號的幅值變化及其對應的所述多個合并信號的幅值獲得合并信號的幅值隨具有所述最佳相位的抵消信號的幅值變化的第二曲線，確定所述第二曲線上的最小值對應的抵消信號為最佳抵消信號； 控制所述信號合并單元(23)使用所述最佳抵消信號對所述干擾信號進行消除進一步包括:控制所述信號合并單元(23)將所述干擾信號與所述最佳抵消信號進行相加或相減；其中，如果所述最佳相位對應于所述第一曲線上的最大值，則所述干擾信號與所述最佳抵消信號的運算與得到對應于所述第一曲線的所述多個合并信號的運算相反，如果所述最佳相位對應于所述第一曲線上的最小值，則所述干擾信號與所述最佳抵消信號的運算與得到對應于所述第一曲線的所述多個合并信號的運算相同。
10.根據權利要求9所述的裝置，其中，所述控制單元(22，206)進一步用于保存所述最佳相位，并在確定所述最佳抵消信號之前查找所保存的所述最佳相位；如果查找到，則所述控制單元(22，206)控制所述抵消信號產生單元(21)產生具有所述最佳相位但幅值變化的所述多個抵消信號。
11.一種干擾消除裝置，其包括:控制單元(52，506)、向量調制器(51，504)、信號合并單元(53，505)和功率檢測器(54，507)，其中: 所述向量調制器(51，504)用于接收第二載波信號，根據所述控制單元(52，506)的指令對所述第二載波信號的幅值和相位進行多次調節，以產生多個抵消信號，并輸出所述多個抵消信號給所述信號合并單元(53，505)； 所述信號合并單元(53，505)用于接收干擾信號以及所述多個抵消信號，對所述干擾信號和所述多個抵消信號分別進行相加以得到多個合并信號，輸出所述多個合并信號給所述功率檢測器(54，507)，并根據所述控制單元(52，506)的指令對所述干擾信號進行消除；所述功率檢測器(54，507)用于接收所述多個合并信號，檢測每一合并信號的幅值，并輸出所述多個合并信號的幅值給所述控制單元(52，506)； 所述控制單元(52，506)用于控制所述向量調制器(51，504)產生所述多個抵消信號，接收所述多個合并信號的幅值，根據所述多個合并信號的幅值變化情況確定最佳抵消信號，并控制所述信號合并單元(53，505)使用所述最佳抵消信號對所述干擾信號進行消除。
12.根據權利要求11所述的裝置，其進一步包括:傳輸線(50，501)和第一耦合傳輸線(502a);其中: 所述傳輸線(20, 201)用于傳輸第一載波信號； 所述第一耦合傳輸線(502a)與所述傳輸線(20，201)平行設置，用于從所述傳輸線(50，501)上耦合得到所述第二載波信號并輸出給所述向量調制器(51，504)。
13.根據權利要求12所述的裝置，其進一步包括:第四耦合傳輸線(502b)； 所述第四耦合傳輸線(502b)與所述傳輸線(50，501)平行設置，用于從所述傳輸線(50, 501)上稱合得到所述干擾信號并輸出給所述信號合并單兀(53, 505)。
14.一種干擾消除方法，該方法包括: 接收第二載波信號、與所述第二載波信號相位差為90度的第三載波信號以及與所述第二載波信號相位差為180度的第四載波信號； 接收干擾信號； 對所述第二載波信號、所述第三載波信號以及所述第四載波信號的幅值進行多次調節，以產生多個抵消信號；其中，所產生的每一抵消信號為幅值調節后的所述第二載波信號和幅值調節后的所述第三載波信號相加所得到的信號，或者為幅值調節后的所述第三載波信號和幅值調節后的所述第四載波信號相加所得到的信號； 對所述干擾信號和所述多個抵消信號分別進行相加或相減以得到多個合并信號； 檢測每一合并信號的幅值，并根據所述多個合并信號的幅值變化情況確定最佳抵消信號; 使用所述最佳抵消信號對所述干擾信號進行消除。
15.根據權利要求14所述的方法，其中，根據所述多個合并信號的幅值變化情況確定最佳抵消信號進一步包括: 根據所述多個抵消信號的相位變化及其對應的所述多個合并信號的幅值獲得合并信號的幅值隨抵消信號的相位變化的第一曲線，確定所述第一曲線上的最大值或最小值對應的抵消信號的相位為最佳相位；根據具有所述最佳相位的所述多個抵消信號的幅值變化及其對應的所述多個合并信號的幅值獲得合并信號的幅值隨具有所述最佳相位的抵消信號的幅值變化的第二曲線，確定所述第二曲線上的最小值對應的抵消信號為最佳抵消信號； 使用所述最佳抵消信號對所述干擾信號進行消除進一步包括:將所述干擾信號與所述最佳抵消信號進行相加或相減；其中，如果所述最佳相位對應于所述第一曲線上的最大值，則所述干擾信號與所述最佳抵消信號的運算與得到對應于所述第一曲線的所述多個合并信號的運算相反，如果所述最佳相位對應于所述第一曲線上的最小值，則所述干擾信號與所述最佳抵消信號的運算與得到對應于所述第一曲線的所述多個合并信號的運算相同。
16.根據權利要求15所述的方法，其中，根據所述多個抵消信號的相位變化及其對應的所述多個合并信號的幅值獲得合并信號的幅值隨抵消信號的相位變化的第一曲線，確定所述第一曲線上的最大值或最小值對應的抵消信號的相位為最佳相位進一步包括: 在所述多個抵消信號的相位變化步長為第一相位差時，根據所述第一曲線確定所述最佳相位所在的相位范圍； 在所述多個抵消信號的相位變化步長為第二相位差時，根據所述第一曲線在所述相位范圍內確定所述最佳相位； 其中，所述第一相位差大于所述第二相位差。
17.根據權利要求16所述的方法，其中，檢測每一合并信號的幅值進一步包括: 在所述多個抵消信號的相位變化步長為第一相位差時，使用第一數量的采樣數量檢測每一合并信號的幅值； 在所述多個抵消信號的相位變化步長為第二相位差時，使用第二數量的采樣數量檢測每一合并信號的幅值； 其中，所述第一數量小于 所述第二數量。
【文檔編號】H04B1/12GK104009776SQ201310057573
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年2月22日 優先權日:2013年2月22日
【發明者】袁勇, 喻丹, 迪特爾·霍斯特 申請人:西門子公司