CN108352848B - 用于全双工通信的收发机***和无源消除方法 - Google Patents

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Abstract

提供***和方法实施例以实现用于全双工(FD)通信的自干扰(SI)的平衡无源消除。在一实施例中，用于FD通信的收发机电路包括具有第一端口和第二端口的天线、发射机、以及连接到所述发射机并且包括第一输出端和第二输出端的功率分配器。所述收发机电路还包括接收机、连接到所述接收机并包括第一输入端和第二输入端的功率合成器、以及分别连接到所述功率分配器的第一输出端、所述天线的第一端口和所述功率合成器的第一输入端的第一环行器。所述收发机电路还包括连接到所述功率分配器的第二输出端、所述天线的第二端口和所述功率合成器的第二输入端的第二环行器。

Description

用于全双工通信的收发机***和无源消除方法
交叉引用
本申请要求于2015年11月10日提交的申请号为14/936,928，发明名称为“用于全双工通信的平衡无源消除的***和方法”的美国专利申请的优先权，上述申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及无线通信和组网，并且在特定实施例中，涉及一种用于全双工通信的平衡无源消除的***和方法。
背景技术
每次在一时间在相同的频率资源上发送或者接收信号的传输***被称为半双工(Half-Duplex，HD)传输***。相比之下，在全双工(Full-Duplex，FD)***中，在同一时间在相同的频率资源上同时发送和接收信号。FD发射机/接收机(收发机)允许在相同的频率资源上同时发送和接收信号。FD技术已经用于有线或无线***，例如电话或雷达***。无线通信中的FD需要发射机和接收机组件之间的高度隔离，以防止相对较高的功率发射机信号干扰低功率接收机信号。发射机功率水平和接收机灵敏度越高，需要更高的发射机-接收机隔离度。
发明内容
根据一实施例，一种用于全双工通信的收发机电路包括具有第一端口和第二端口的天线、发射机以及连接到该发射机并包括第一输出端和第二输出端的功率分配器。该收发机电路还包括接收机、连接到接收机并且包括第一输入端和第二输入端的功率合成器、以及连接到功率分配器的第一输出端、天线的第一端口和功率合成器的第一输入端的第一环行器。该收发机电路还包括连接到功率分配器的第二输出端、天线的第二端口和功率合成器的第二输入端的第二环行器。
根据另一实施例，一种用于全双工通信的收发机电路，包括：包括成对分组的多个端口的天线，用于该天线的每对端口的相应发射机，以及用于每对端口和相应发射机，连接到发射机并包括一对输出端的功率分配器。该收发机电路还包括相应接收机，其用于天线的每对端口和相应的发射机，以及用于每对端口和相应接收机，连接到该接收机并包括一对输入端的功率合成器。该收发机电路还包括：用于该天线的每个端口的环行器，其连接到该端口、对应于包括该端口的一对端口的功率分配器的输出端、以及对应于包括该端口的一对端口的功率合成器的输入端。
根据又一实施例，一种用于全双工通信的无源消除的方法，包括：在发射机处接收发射机信号，由功率分配器将发射机信号分成第一输出信号和第二输出信号，由第一环行器将第一输出信号引导至天线的第一端口，并且由第二环行器将第二输出信号引导至天线的第二端口。该方法还包括在第一端口接收第一输入信号，在第二端口接收第二输入信号，由第一环行器将来自第一端口的第一输入信号引导至功率合成器的第一输入端，以及由该第二环行器将来自该第二端口的该第二输入信号引导至该功率合成器的第二输入端。第一输入信号和第二输入信号在功率合成器中被合成接收机信号，该接收机信号被转发给接收机。
前面已经相当广泛地概述了本发明的实施例的特征，以便可以更好地理解随后的本发明的详细描述。以下将描述本发明的实施例的附加特征和优点。本领域技术人员应该理解，所公开的概念和具体实施例可以容易地用作修改或设计用于实现本发明的相同目的的其他结构或过程的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等同构造不脱离本发明的精神和范围。
附图说明
为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图的描述，其中：
图1A和1B示出了单输入单输出(Single-Input Single-Output，SISO)全双工设计的实施例；
图2A和图2B示出了多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)全双工设计的实施例；
图3示出了用于实现全双工操作的实施例方法；和
图4是可用于实现各种实施例的处理***的示图。
除非另外指明，否则不同附图中的对应数字和符号通常指代对应部分。附图被绘制成清楚地示出实施例的相关方面，并且不一定按比例绘制。
具体实施方式
下面详细讨论当前优选实施例的形成和使用。然而，应该理解的是，本发明提供了许多可应用的发明构思，其可以体现在各种各样的具体情况中。所讨论的具体实施例仅仅是说明形成和使用本发明的具体方式，并不限制本发明的范围。
与HD***相比，FD***具有提供近似双倍的总速率改进的潜力。但是，FD***遭受高度自干扰。自干扰(Self-interference，SI)指由于将一些发射信号反射回***的接收机路径而添加到检测到的接收信号的噪声。无线通信中的FD需要网络组件(例如，收发机)中的发射机与接收机之间的足够高的隔离度以防止相对较高的功率的发射机信号干扰相对低功率的接收机信号。
本文提供了用于实现用于FD通信的SI的平衡无源(passive)消除的***和方法实施例。实施例包括收发机结构设计以实现无源SI消除而无需附加的信号处理功能或组件例如滤波器。这些结构使用差分-共同模式传输路径来消除接收机(Receiver，RX)侧的发射机(Transmitter，TX)信号，同时允许检测器中的RX信号。在实施例结构中，存在两个信号连接：TX端口到天线路径和天线到RX端口路径。TX信号在TX端口上以差分模式传播到天线路径，然后传播到相应的接收机端口，并在RX端口被消除。RX信号在天线上以共模传播到RX端口路径，并在RX端口允许进入检测器。RX和TX信号之间的隔离级别取决于TX 端口到天线到对应的接收机端口路径的对称性或平衡，例如包括天线子***的对称性/平衡特性。对称性/平衡性是通过在每条路径上具有相似的组件并建立具有相等有效传播长度的路径来实现的。隔离级别不依赖于路径上组件的频率响应，因此可以实现更宽的信号带宽。平衡无源消除结构可以与天线子***集成以实现低成本、模块化、紧凑的FD天线子***，该FD 天线子***提供发射机和接收机之间的高度隔离，并适用于任何无线终端/设备。例如，发射机-接收机隔离可以足够用于FD操作而无需在小型小区中的进一步SI消除。
图1A和1B示出用于FD收发机的单输入单输出(SISO)全双工结构设计的实施例。该结构可以实现接收机处SI的平衡无源消除。在这种结构中，天线108是为相应的信号或噪声分量提供相等传播距离的双端口平衡天线。该结构的路径也是对称的，因为它们具有相似的组件。该结构包括TX 102、连接到TX 102的功率分配器/混合器104、以及将功率分配器/混合器104的第一输出端连接到天线108的端口1的上环行器(C)106。环行器106还将天线的端口1连接到功率合成器/混合器110的第一输入端。功率合成器/混合器110还连接到RX112。下环行器(C)107进一步将功率分配器/混合器104的第二输出端连接到天线108的端口2。环行器107还将天线108的端口2连接到功率合成器/混合器110的第二输入端。分配器和合成器混合器是被配置为分别分离和合成信号并且在信号之间引入预定相位差(例如，180度或0度相位差)的分路器和合成器设备。
以上与环行器106和107的连接提供从功率分配器/混合器104的两个输出端到功率合成器/混合器110的两个输入端的两条路径，分别反射离开天线108的两个端口。在每个路径中，相应的路径段具有相等的传播长度。特别地，从功率分配器/混合器104到每个环行器106， 107的路径具有相等的传播长度，每个环行器106，107和天线108之间的路径具有相等的传播长度，并且从每个环行器106，107到功率合成器/混合器110的路径具有相等的传播长度。结果，由于从天线108反射出去或通过环行器106或107泄漏而从功率分配器/混合器104传播到功率合成器/混合器110的信号所引起的噪声分量将具有相等的传播长度，而无论它沿着上路径还是下路径。类似地，从天线108传播到功率合成器/混合器110的接收信号将具有相等的传播长度，而不管它是沿着上路径还是下路径。具有相等长度的相应段的路径在本文中被称为平衡路径。应该理解的是，被描述为具有“等长”的两条路径可以具有长度差，该长度差足够小以保持由这两条路径承载的信号之间的相对相位。
TX 102提供发射信号，该发射信号被功率分配器/混合器104分成两个等幅分量信号：第一发射分量信号151和第二发射分量信号152。这两个发送分量信号151和152被馈送到两条平衡路径中。第一发射分量信号151由上环行器106转发到天线108的端口1。下环行器 107将来自功率分配器/混合器104的第二发射分量信号152引导至天线108的端口2。从功率分配器/混合器104到天线108的相应端口的第一和第二发射分量信号的传播长度是相等的。第一接收信号171也被上环行器106从天线108的端口1转发到功率合成器/混合器110。下环行器107还将来自天线108的端口2的第二接收信号172引导至功率合成器/混合器110。第一和第二接收信号从天线108的其相应端口到功率合成器/混合器110的传播长度是相等的。图1A中示出了第一发射分量信号151、第二发射分量信号152、第一接收信号171和第二接收信号172的传播。
除了第一接收信号171之外，作为第一发射分量信号151中的一些的反射的结果，功率合成器/混合器110的上端口从天线108的端口1接收噪声分量161。噪声分量161通过上环行器106在功率合成器/混合器110的上端口被接收。功率合成器/混合器110的上端口还在相同的路径上从端口1通过上环行器106接收到由于第二发射分量信号152中的一些的反射而产生的噪声分量162。另外，第一发射分量信号152中的一些耦合到上环行器106并且作为噪声分量181传播到功率合成器/混合器110的上端口。图1B中示出了噪声分量161、162和181的传播。
来自第二发射分量信号152的噪声分量163也从端口2反射回到下环行器107，然后被引导到合成器/混合器110的下端口。功率合成器/混合器110的下端口还通过上环行器106 从端口2接收由于第二发射分量信号152中的一些的反射而产生的噪声分量164。另外，第二发射分量信号152中的一些连接到下环行器107并且作为噪声分量182在从功率分配器/混合器104到功率合成器/混合器110的下端口的第三路径上传播。噪声分量163、164和182 的传播如图1B所示。
如上所述，作为结构的平衡路径或传播长度的结果，在具有相等有效长度的结构的各种组件之间传播的各个信号和噪声分量保持其初始相位关系或相位差。在一实施例中，功率分配器/混合器104是180度功率分配器/混合器，并且功率合成器/混合器110是0度功率合成器/混合器。这样，由于180度功率分配器/混合电路104，源自发射分量信号151和152并到达功率合成器/混合器110的上输入端口的噪声分量161、162和181，与到达功率合成器/混合器110的下输入端口的相应的噪声分量163、164和182异相180度。由于它们各自的传播路径的对称/平衡，异相噪声分量在幅度上也是相等的。这实现了在RX 112处的SI的平衡无源消除，其中具有相等幅度的相应异相噪声分量在功率合成器/混合器110处合成时彼此抵消。然而，接收信号171和172在功率合成器/混合器110处同相到达，并被合成在一起并被发送到RX 112。因此，RX 112能够以显着降低来自发射信号的噪声分量来检测接收信号171和 172。在另一个实施例中，功率分配器/混合器104是0度功率分配器/混合器，并且功率合成器/混合器110是180度功率合成器/混合器，并且端口1和端口2处的接收信号是180度异相。这种安排也实现了在RX 112处的SI的类似平衡无源消除。
图2A和图2B示出了用于FD收发机的2x2多输入多输出(MIMO)全双工结构设计的实施例。在这种结构中，天线209是四端口平衡对称天线，对于相应的信号或噪声分量具有相等的传播距离。该结构包括第一TX(TX1)201、连接到第一TX 201的第一功率分配器/ 混合器203、以及将第一功率分配器/混合器203的第一输出端连接到天线209的端口1的第一环行器(C)205。第一环行器205还将天线209的端口1连接到第一功率合成器/混合器 210。第一功率合成器/混合器210连接到第一RX(RX1)210。第二环行器(C)206将第一功率分配器/混合器203的第二输出端连接到天线209的端口2。第二环行器206还将天线209 的端口2连接到第一功率合成器/混合器210的第二输入端。
第二功率分配器/混合器204连接到第二TX(TX2)202。第三环行器207将第二功率分配器/混合器204的第一输出端连接到天线209的端口3。第三环行器207还将端口3连接到第二功率合成器/混合电路211的第一输入端。第三环行器207连接到第二RX(RX2)213。第四环行器(C)208将第二功率分配器/混合器204的第二输出端连接到天线209的端口4。第四环行器208还将端口4连接到第二功率合成器/混合电路211的第二输入端。
以上具有环行器205至208的连接提供了从两个功率分配器/混合器203和204的输出端到两个功率合成器/混合器210和211的输入端的四个路径，分别反射离开天线209的四个端口209。在每条路径中，相应的路径段具有相等的传播长度。特别地，从功率分配器/混合器 203到每个环行器205、206的路径具有相等的传播长度，每个环行器205、206和天线209 之间的路径具有相等的传播长度，并且从每个环行器205、206到功率合成器/混合器210的路径具有相等的传播长度。类似地，从功率分配器/混合器204到每个环行器207、208的路径具有相等的传播长度，每个环行器207、208和天线209之间的路径具有相等的传播长度，并且从每个环行器207、208环行器到功率合成器/混合器211的路径具有相等的传播长度。结果，由于从功率分配器/混合器203、204中的任一个传播到相应的功率合成器/混合器210、 211的信号所产生的噪声分量，通过反射离开天线209或通过环行器205至208泄漏，将沿着具有相等传播长度的一对路径。类似地，从天线209传播到功率合成器/混合器210、211的接收信号将沿着具有相等传播长度的一对路径。
TX 201提供第一发射信号，该第一发射信号被第一功率分配器/混合器203分成两个等幅分量信号：第一发射分量信号251和第二发射分量信号252。两个发射分量信号251和252 被馈送到该结构的两条平衡路径中。第一发射分量信号251由第一环行器205转发到天线209 的端口1。第二环行器206将来自功率分配器/混合器203的第二发射分量信号252引导至天线209的端口2。从功率分配器/混合器203到天线209的相应端口的第一和第二发射分量信号的传播长度是相等的。第一接收信号271也被第一环行器205从端口1转发到第一功率合成器/混合器210的上端口。第二环行器206还将来自端口2的第二接收信号272引导至功率合成器/混合器210的下端口。第一和第二接收信号从天线209的其相应端口到功率合成器/ 混合器210的传播长度是相等的。在图2A中示出了第一发射分量信号251、第二发射分量信号252、第一接收信号271和第二接收信号172的传播。
TX 202提供第二发射信号，该第二发射信号被第二功率分配器/混合器204分成两个等幅分量信号：第三发射分量信号253和第四发射分量信号254。两个发射分量信号253和254 被馈送到该结构的两条对应的平衡路径中。第三发射分量信号253由第三环行器207转发到天线209的端口3。第四环行器208将来自第二功率分配器/混合器204的第四发射分量信号 254引导至天线209的端口4。第三和第四发射分量信号从功率分配器/混合器204到天线209 的其相应端口的传播长度是相等的。第三接收信号273也由第三环行器207从端口3转发到第二功率合成器/混合器211的上端口。第四环行器208还将来自端口4的第四接收信号274 引导至第二功率合成器/混合器211的下端口。第三和第四接收信号从天线209的其相应端口到功率合成器/混合器211的传播长度是相等的。在图2A中示出了第三发射分量信号253、第四发射分量信号254、第三接收信号273和第四接收信号274的传播。
作为第一发射分量信号251中的一些的反射的结果，第一功率合成器/混合器210的上端口也从端口1接收噪声分量261。噪声分量261通过第一环行器205在功率合成器/混合器210 的上端口被接收。功率合成器/混合器210的上端口还通过第一环行器205从端口1接收由第二发射分量信号252中的一些的反射产生的噪声分量262、和由于第三和第四发射分量信号 253和254的一些的反射产生的噪声分量263。另外，第一发射分量信号251的一些连接到第一环行器205，并且作为噪声分量281传播到功率合成器/混合器210的上端口。图2B中示出了噪声分量261、262、263和281的传播。
作为第二发射分量信号252的一些的反射的结果，第一功率合成器/混合器210的下端口还通过第二环行器206从端口2接收噪声分量264。功率合成器/混合器210的下端口还通过第二环行器206从端口2接收由于第二发射分量信号252的一些的反射而产生的噪声分量 265、以及由于第三和第四发射分量信号253和254的一些的反射而产生的噪声分量266。另外，第二发射分量信号252的一些耦合到第二环行器206并且作为噪声分量282传播到功率合成器/混合器210的下端口。图2B中示出了噪声分量264、265、266和282的传播。
此外，作为第三发射分量信号253的一些的反射的结果，第二功率合成器/混合器211的上端口从天线209的端口3接收噪声分量267。噪声分量267通过第三环行器207在第二功率合成器/混合器211的上端口被接收。第二功率合成器/混合器211的上端口还从端口3通过第三环行器207接收由于第四发射分量信号254的一些的反射产生的噪声分量268以及由于第一和第二发射分量信号251和252的一些的反射产生的噪声分量269。另外，第三发射分量信号253的一些连接到第三环行器207并且作为噪声分量283传播到第二功率合成器/混合器211的上端口。图2B中示出了噪声分量267、268、269和283的传播。
作为第四发射分量信号254的一些的反射的结果，第二功率合成器/混合器211的下端口还通过第四环行器208从天线209的端口4接收噪声分量291。第二功率合成器/混合器211 的下端口还通过第四环行器208从端口4接收由于第三发射分量信号253的一些的反射而产生的噪声分量292和由于第一和第二发射分量信号251和252的一些的反射产生的噪声分量 293。另外，第四发射分量信号254的一些被耦合到第四环行器208并且作为噪声分量284被传播到功率合成器/混合器211的下端口。噪声分量291、292、293和284的传播如图2B所示。
如上所述，作为结构的平衡路径或传播长度的结果，在具有相同有效长度的结构的各个部件之间传播的各个信号和噪声分量保持其初始相位关系或相位差。在一实施例中，功率分配器/混合器203和204是0度功率分配器/混合器，并且功率合成器/混合器210和211是180 度功率合并器/混合器。这样，在第一180度功率合成器/混合器210的上端口处的源自发射分量信号251和252的噪声分量261-263和281与在功率合成器/混合器210的下端口的相应的噪声分量264-266和282同相到达。如果该结构的组件被布置为保持路径和其他传播长度平衡，则在第一功率合成器/混合器210的上端口处的来自端口1的噪声分量也等于在第一功率合成器/混合器210的下端口处的来自端口2的相应噪声分量。因此，由于源自TX 202的信号引起的噪声分量可以在180度功率合成器/混合器210处被抵消。此外，假定来自天线209 的接收信号271和272是异相的，则它们在功率合成器/混合器210处被合成，并被发送到 RX 212。类似地，噪声分量267-269和283与在第二功率合成器/混合电路211的下端口处的对应噪声分量291-293和284同相且等幅地到达第二功率合成器/混合器211的上端口，并被抵消。接收信号273和274从天线209异相发送，并由180度功率合成器/混合器211合成，然后发送到RX 213。在另一实施例中，功率分配器/混合器203和204是180度功率分配器/ 混合器，功率合成器/混合器210和211是0度功率合并器/混合器。在这种情况下，天线209 的全部四个端口处的接收信号是同相的。这种布置也实现了在RX 212和RX 213处的类似的 SI的平衡无源消除。
在其他实施例中，平衡无源消除结构可以具有任何相同数量的发射机和对应接收机，其中在每个发射机前有相应的分配器以及在每个接收机前有相应的合成器。环行器放置在每个分配器的两个输出端的每一个与合成器的相应输入端之间。该环行器也耦合到为该发射机和接收机对指定的天线的对应端口。路径被进一步布置以确保发射和接收信号以及由发射信号产生的噪声分量的相等传播长度。这实现了发射机、天线和接收机之间的对称传播长度。如上面在SISO和2x2MIMO结构的情况中所描述的，路径对称性和平衡实现了SI消除。
图3示出了用于在如上所述的收发机结构中实现FD操作的实施例方法300。在步骤310，来自发射机的信号被180度功率分配器/混合器分成异相(180度相位差)和等幅的第一发射信号和第二发射信号。在步骤320，第一发射信号由第一环行器引导至天线的第一端口。在步骤325，第一发射信号的耦合到第一环行器的一部分被转发到0度功率合成器/混合器的第一端口。在步骤330，第二发射信号由第二环行器导向天线的第二端口。在步骤335中，第二发射信号的耦合到第二环行器的一部分被转发到0度功率合成器/混合器的第二端口。第二发射信号的该部分与被转发至0度功功率合成器/混合器的第一端口的第一发射信号的那部分相位异相。
在步骤340，第一环行器将天线的第一端口处的第一接收信号引导至0度功率合成器/混合的第一端口。在步骤350，由第二环行器将第二接收信号从天线的第二端口引导至0度功率合成器/混合器的第二端口。在步骤360，从第一天线端口反射回来的第一发射信号的一部分也被第一环行器引导至0度功率合成器/混合器的第一端口。也从第一天线端口反射的第二发射信号的一部分被第一环行器引导至0度功功率合成器/混合器的第一端口。在步骤370，从第二天线端口反射回来的第二发射信号的另一部分被第二环行器进一步引导到0度功率合成器/混合器的第二端口。也从第二天线端口反射的第一发射信号的另一部分被第二环行器引导至0度功率合成器/混合器的第二端口。在步骤380，第一接收信号和第二接收信号被0度功率合成器/混合器合成信号，该信号被转发到接收机。当这两个部分到达0度功率合成器/ 混合器时，它们以该180度相位差合并，因此彼此抵消。两个部分的抵消去除或减少了可能发送给RX 112的任何噪声。在步骤390，0度功率合成器/混合器将第一发射信号和第二发射信号的所有异相反射和耦合部分合成，从而减少在RX 112处检测到的噪声量。
方法300的步骤可以同时发生，因为信号可被同时发送和接收。在另一实施例中，使用 0度功率分配器/混合器、180度功率合成器/混合器以及在天线的第一和第二端口处的异相接收信号来实现相同的步骤。在其他实施例中，类似的步骤可以用包括多个发射机和接收机对的结构来实现，诸如图2中所描述的MIMO全双工结构。
图4是可用于实现各种实施例的处理***400的框图。处理***400可以是诸如用户设备(UE)的无线通信终端/设备的一部分，例如，智能电话、平板电脑、笔记本电脑或台式计算机。该***也可以是为终端服务的网络实体或组件的一部分，例如基站，小型小区(毫微微小区或微微小区)或WiFi接入点(AP)。处理***也可以是网络组件的一部分，例如基站。特定设备可以利用所示的所有组件，或者仅利用组件的子集，并且集成的级别可以随设备而异。此外，设备可以包含组件的多个实例，诸如多个处理单元，处理器，存储器，发射机，接收机等。处理***400可以包括配备有一个或多个输入/输出设备的处理单元401。处理单元401可以包括连接到总线的中央处理单元(CPU)410，存储器420，大容量存储设备 430，视频适配器440和I/O接口460。总线可以是包括存储器总线或存储器控制器、***总线、视频总线等的任何类型的几种总线架构中的一种或多种。
CPU 410可以包括任何类型的电子数据处理器。存储器420可以包括诸如静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory，SRAM)、动态随机存取存储器(DynamicRandom Access Memory，DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)或其组合等的任何类型的***存储器。在一实施例中，存储器420可以包括在启动时使用的ROM，以及在执行程序时使用的用于程序和数据存储的DRAM。在实施例中，存储器420是非暂时性的。大容量存储设备430可以包括被配置为存储数据、程序和其他信息并且使数据、程序和其他信息经由总线可访问的任何类型的存储设备。大容量存储设备430可以包括例如固态驱动器、硬盘驱动器、磁盘驱动器、光盘驱动器等中的一个或多个。
视频适配器440和I/O接口460提供接口以将外部输入和输出设备连接到处理单元。如图所示，输入和输出设备的示例包括连接到视频适配器440的显示器490以及连接到I/O接口460的鼠标/键盘/打印机470的任意组合。其他设备可以连接到处理单元401，并且可以使用额外的或更少的接口卡。例如，可以使用串行接口卡(未示出)来为打印机提供串行接口。
处理单元401还包括一个或多个网络接口450，网络接口450可以包括诸如以太网电缆等的有线链路和/或到接入节点或一个或多个网络480的无线链路。网络接口450允许处理单元401经由网络480与远程单元进行通信。例如，网络接口450可以经由一个或多个发射机/ 发射天线以及一个或多个接收机/接收天线来提供无线通信。在一实施例中，处理单元401连接到局域网或广域网，用于数据处理以及与诸如其他处理单元、互联网、远程存储设施等的远程设备通信。
尽管在本公开中已经提供了若干实施例，但应该理解，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，所公开的***和方法可以体现为许多其他特定形式。当前的例子被认为是说明性的而不是限制性的，并且意图不限于这里给出的细节。例如，各种元件或组件可以被组合或集成在另一个***中，或者某些特征可以被省略或者未被实施。
另外，在不脱离本公开的范围的情况下，在各种实施例中描述和示出为离散或分离的技术、***、子***和方法可以与其他***、模块、技术或方法组合或集成。被示出或讨论为彼此耦合或直接耦合或通信的其他项目可以通过某些接口、设备或中间组件间接耦合或通信，无论是电、机械或其他方式。本领域技术人员可以确定变化、替换和变更的其它示例，并且这些可以在不脱离本文公开的精神和范围的情况下做出。

Claims (16)

1.一种用于全双工通信的收发机***，包括：
第一功率分配器-混合器，所述第一功率分配器-混合器具有输入端口，以及第一和第二输出端口；
第一功率合成器-混合器，所述第一功率合成器-混合器具有第一和第二输入端口以及输出端口；
第一信号路径，所述第一信号路径具有：
第一路径段，所述第一路径段将所述第一功率分配器-混合器的所述第一输出端口连接到第一环行器；
第二路径段，所述第二路径段将所述第一环行器连接到天线的第一端口；和
第三路径段，所述第三路径段将所述第一环行器连接到所述第一功率合成器-混合器的所述第一输入端口；和
第二信号路径，所述第二信号路径具有：
第一路径段，所述第一路径段将所述第一功率分配器-混合器的所述第二输出端口连接到第二环行器；
第二路径段，所述第二路径段将所述第二环行器连接到所述天线的第二端口；和
第三路径段，所述第三路径段将所述第二环行器连接到所述第一功率合成器-混合器的所述第二输入端口；
所述第一信号路径的所述第一路径段和所述第二信号路径的所述第一路径段具有第一相等长度，所述第一信号路径的所述第二路径段和所述第二信号路径的所述第二路径段具有第二相等长度，并且所述第一信号路径的所述第三路径段和所述第二信号路径的所述第三路径段具有第三相等长度；
其中，所述第一功率分配器-混合器为180度功率分配器-混合器，所述第一功率合成器-混合器是0度功率合成器-混合器，第一发射信号和第二发射信号之间的相位差为180度，所述第一发射信号从所述第一环形器向所述天线的第一端口传播，所述第二发射信号从所述第二环形器向所述天线的第二端口传播，并且所述天线的所述第一端口处的第一接收信号和所述天线的所述第二端口处的第二接收信号同相，或者，
所述第一功率分配器-混合器为0度功率分配器-混合器，所述第一功率合成器-混合器是180度功率合成器-混合器，第一发射信号和第二发射信号之间的相位差为0度，所述第一发射信号从所述第一环形器向所述天线的第一端口传播，所述第二发射信号从所述第二环形器向所述天线的第二端口传播，并且所述天线的所述第一端口处的第一接收信号和所述天线的所述第二端口处的第二接收信号异相。
2.根据权利要求1所述的收发机***，还包括：
发射机，所述发射机连接到所述第一功率分配器-混合器的所述输入端口；和
接收机，所述接收机连接到所述第一功率合成器-混合器的所述输出端口。
3.根据权利要求1的收发机***，其中所述0度功率合成器-混合器用于将第一接收信号和第二接收信号合成，而不增加所述第一接收信号和所述第二接收信号之间的相位差。
4.根据权利要求1的收发机***，其中，当所述第一功率分配器-混合器是180度功率分配器-混合器，且所述第一功率合成器-混合器是0度功率合成器-混合器时，源自发射信号的噪声分量在所述第一功率合成器-混合器的所述第一输入端口处和所述第二输入端口处异相。
5.根据权利要求1的收发机***，其中所述180度功率合成器-混合器用于在第一接收信号和第二接收信号之间增加180度的相位差之后，将所述第一接收信号和所述第二接收信号合成。
6.根据权利要求1的收发机***，其中，当所述第一功率分配器-混合器是0度功率分配器-混合器，且所述第一功率合成器-混合器是180度功率合成器-混合器时，源自发射信号的噪声分量在所述第一功率合成器-混合器的所述第一输入端口处和所述第二输入端口处同相。
7.根据权利要求1-6任一所述的收发机***，还包括：
第二功率分配器-混合器，所述第二功率分配器-混合器具有输入端口，以及第一和第二输出端口；
第二功率合成器-混合器，所述第二功率合成器-混合器具有第一和第二输入端口以及输出端口；
第三信号路径，所述第三信号路径具有：
第一路径段，所述第一路径段将所述第二功率分配器-混合器的所述第一输出端口连接到第三环行器；
第二路径段，所述第二路径段将所述第三环行器连接到所述天线的第三端口；和
第三路径段，所述第三路径段将所述第三环行器连接到所述第二功率合成器-混合器的所述第一输入端口；和
第四信号路径，所述第四信号路径具有：
第一路径段，所述第一路径段将所述第二功率分配器-混合器的所述第二输出端口连接到第四环行器；
第二路径段，所述第二路径段将所述第四环行器连接到所述天线的第四端口；和
第三路径段，所述第三路径段将所述第四环行器连接到所述第二功率合成器-混合器的所述第二输入端口；
所述第三信号路径的所述第一路径段和所述第四信号路径的所述第一路径段具有第一相等长度，
所述第三信号路径的所述第二路径段和所述第四信号路径的所述第二路径段具有第二相等长度，并且
所述第三信号路径的所述第三路径段和所述第四信号路径的所述第三路径段具有第三相等长度。
8.根据权利要求7所述的收发机***，还包括：
第二发射机，所述第二发射机连接到所述第二功率分配器-混合器的所述输入端口；和
第二接收机，所述第二接收机连接到所述第二功率合成器-混合器的所述输出端口。
9.一种用于全双工通信的无源消除的方法，包括：
通过第一功率分配器-混合器将来自发射机的信号分成第一信号路径上的第一发射信号和第二信号路径上的第二发射信号；
将所述第一发射信号从所述第一功率分配器-混合器的第一输出端口转发到所述第一信号路径的第一路径段上的第一环行器，所述第一信号路径的所述第一路径段将所述第一功率分配器-混合器的所述第一输出端口连接到所述第一环行器；
将所述第一发射信号从所述第一环行器转发到所述第一信号路径的第二路径段上的天线的第一端口，所述第一信号路径的所述第二路径段将所述第一环行器连接到所述天线的所述第一端口；
将第一接收信号从所述天线的所述第一端口转发到所述第一信号路径的第三路径段上的第一功率合成器-混合器的第一输入端口，所述第一信号路径的所述第三路径段将所述第一环行器连接到所述第一功率合成器-混合器的所述第一输入端口；
将所述第二发射信号从所述第一功率分配器-混合器的第二输出端口转发到所述第二信号路径的第一路径段上的第二环行器，所述第二信号路径的所述第一路径段将所述第一功率分配器-混合器的所述第二输出端口连接到所述第二环行器；
将所述第二发射信号从所述第二环行器转发到所述第二信号路径的第二路径段上的所述天线的第二端口，所述第二信号路径的所述第二路径段将所述第二环行器连接到所述天线的所述第二端口；和
将第二接收信号从所述天线的所述第二端口转发到所述第二信号路径的第三路径段上的所述第一功率合成器-混合器的第二输入端口，所述第二信号路径的所述第三路径段将所述第二环行器连接到所述第一功率合成器-混合器的所述第二输入端口；
所述第一信号路径的所述第一路径段和所述第二信号路径的所述第一路径段具有第一相等长度，
所述第一信号路径的所述第二路径段和所述第二信号路径的所述第二路径段具有第二相等长度，并且
所述第一信号路径的所述第三路径段和所述第二信号路径的所述第三路径段具有第三相等长度；
其中，所述第一功率分配器-混合器为180度功率分配器-混合器，所述第一功率合成器-混合器是0度功率合成器-混合器，所述第一发射信号和所述第二发射信号之间的相位差为180度，并且所述天线的所述第一端口处的所述第一接收信号和所述天线的所述第二端口处的所述第二接收信号同相；
或者，所述第一功率分配器-混合器为0度功率分配器-混合器，所述第一功率合成器-混合器是180度功率合成器-混合器，所述第一发射信号和所述第二发射信号之间的相位差为0度，且所述第一接收信号和所述第二接收信号异相。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括：
在所述第一功率合成器-混合器处将所述第一接收信号和第二接收信号合成为总接收信号；以及
将所述总接收信号发送给接收机。
11.根据权利要求9所述的方法，还包括：
通过第二功率分配器-混合器将来自第二发射机的第二信号分成第三信号路径上的第三发射信号和第四信号路径上的第四发射信号；
将所述第三发射信号从所述第二功率分配器-混合器的第一输出端口转发到所述第三信号路径的第一路径段上的第三环行器，所述第三信号路径的所述第一路径段将所述第二功率分配器-混合器的所述第一输出端口连接到所述第三环行器；
将所述第三发射信号从所述第三环行器转发到所述第三信号路径的第二路径段上的所述天线的第三端口，所述第三信号路径的所述第二路径段将所述第三环行器连接到所述天线的第三端口；
将第三接收信号从所述天线的所述第三端口转发到所述第三信号路径的第三路径段上的第二功率合成器-混合器的第一输入端口，所述第三信号路径的所述第三路径段将所述第三环行器连接到所述第二功率合成器-混合器的所述第一输入端口；
将所述第四发射信号从所述第二功率分配器-混合器的第二输出端口转发到所述第四信号路径的第一路径段上的第四环行器，所述第四信号路径的所述第一路径段将所述第二功率分配器-混合器的所述第二输出端口连接到所述第四环行器；
将所述第四发射信号从所述第四环行器转发到所述第四信号路径的第二路径段上的所述天线的第四端口，所述第四信号路径的所述第二路径段将所述第四环行器连接到所述天线的所述第四端口；以及
将第四接收信号从所述天线的所述第四端口转发到所述第四信号路径的第三路径段上的所述第二功率合成器-混合器的第二输入端口，所述第四信号路径的所述第三路径段将所述第四环行器连接到所述第二功率合成器-混合器的所述第二输入端口；
所述第三信号路径的所述第一路径段和所述第四信号路径的所述第一路径段具有第一相等长度，
所述第三信号路径的所述第二路径段和所述第四信号路径的所述第二路径段具有第二相等长度，并且
所述第三信号路径的所述第三路径段和所述第四信号路径的所述第三路径段具有第三相等长度。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
在所述第二功率合成器-混合器处将所述第三接收信号和所述第四接收信号合成为第二总接收信号；以及
将所述第二总接收信号发送给第二接收机。
13.根据权利要求9所述的方法，其中所述0度功率合成器-混合器用于将所述第一接收信号和所述第二接收信号合成，而不增加所述第一接收信号和所述第二接收信号之间的相位差。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，当所述第一功率分配器-混合器是180度功率分配器-混合器，且所述第一功率合成器-混合器是0度功率合成器-混合器时，源自发射信号的噪声分量在所述第一功率合成器-混合器的所述第一输入端口处和所述第二输入端口处异相。
15.根据权利要求9所述的方法，其中所述180度功率合成器-混合器在所述第一接收信号和所述第二接收信号之间增加180度的相位差之后，将所述第一接收信号和所述第二接收信号合成。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，当所述第一功率分配器-混合器是0度功率分配器-混合器，且所述第一功率合成器-混合器是180度功率合成器-混合器时，源自发射信号的噪声分量在所述第一功率合成器-混合器的所述第一输入端口处和所述第二输入端口处同相。
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