《同頻帶全雙工中集成自干擾射頻抵消技術研究》是依託西安交通大學，由許江濤擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：同頻帶全雙工中集成自干擾射頻抵消技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：許江濤
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
目前無線通信通常採用頻分復用(FDD)或時分復用(TDD)的雙工方式，前者占用了更多的頻譜資源，後者則降低了數據傳輸率。同頻帶全雙工的實現可使頻譜效率加倍，但最大障礙源於收發機內部發射對接收的自干擾。為了防止過大自干擾信號對接收機的損害，射頻抵消技術是實現同頻全雙工必不可少的技術。針對目前該技術存在的關鍵問題，本項目旨在探索一種CMOS工藝集成的自干擾射頻抵消方案。首先，其不同於多天線方案，而是只採用單天線；其次，該射頻抵消技術基於正交矢量合成原理產生幅值和相位與自干擾相同的抵消信號，完全打破了抵消頻寬的限制，可以在更寬頻寬上實現40dB以上的自干擾抑制；矢量幅度控制信號則通過檢測抵消後的殘餘信號在數字域中生成，可實現自動控制；最後，該方案易於CMOS集成實現，摒棄當前分立元件原型系統的不足，成本更低、集成度更高，而且可套用於移動終端。本項目的自干擾射頻抵消方案將加速同頻全雙工通信的實現。
結題摘要
全雙工通信可以在同一頻帶上實現同時發射和接收，使頻譜效率加倍。尤其在占用最密集的頻段（100MHz至5GHz），全雙工可有效提高稀缺頻譜的利用率。因而，同時同頻全雙工技術（Co-time Co-frequency Full Duplex, CCFD）也受到高速個人無線通信的青睞，被認為是5G潛在關鍵技術。然而，顯著的挑戰仍然存在，即源於收發機內部發射對接收的自干擾。因此，探索一種低成本、高集成度、共享天線、寬抵消頻寬的射頻自干擾抵消技術具有重要的意義。 本項目針對單頻帶全雙工射頻自干擾抵消系統中存在的難題：適用單天線系統、打破抵消頻寬限制、CMOS單片集成、自干擾抵消的自適應控制等問題，開展了大量的研究和工程實踐工作，具體包括：（1）提出了三種有源環形器結構，採用0.18um CMOS工藝，進行了三次流片驗證，實現了發射到接收端之間25dB的隔離度； （2）提出了基於正交矢量合成的系統架構，打破了抵消頻寬的限制；（3）設計了電流域抵消方法，結合正交矢量合成的抵消通路結構，為該方案的CMOS單片集成提供了切實可行的實現方案；（4）提出了結合二分搜尋法和梯度遞減算法的自適應控制方法。本項目研究並設計了所有的電路模組，完成了0.18m CMOS工藝下整個射頻自干擾抵消系統晶片的版圖設計和流片，實現了在100MHz頻寬上70dB的自干擾抵消比，達到國際先進水平。 本項目共發表論文8篇，其中SCI期刊論文3篇，國際會議論文2篇，申請發明專利8項，另有3篇SCI期刊論文在投。培養博士生1人，碩士生4人。
