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This article presents an overview of the major trends and challenges involved with the design of multi-band, multi-standard digitally-intensive radio frequency transceivers for next generation mobile communications. In addition, we discuss in detail one aspect of the implementation challenges, namely the occurrence and cancellation of self-interference especially in carrier aggregation modes. For that, we present a novel digital cancellation technique to jointly compensate the self-interference caused by transmit (Tx) modulated spurs and Tx second order intermodulation distortion products (IMD2) in the receiver. This architecture exploits the underlying relation between both types of interference and offers a low-complexity solution to mitigate the Tx-IMD2 interference. Simulation results show, that the proposed technique significantly suppresses both types of interference and restores the signal-to-noise ratio of the wanted signal within 0.3 dB from its value in the absence of interference, thereby achieving 30 dB of cancellation.ZusammenfassungDieser Artikel gibt zunächst einen Überblick über aktuellen Trends und Herausforderungen bei der Entwicklung von Multi-Band, Multi-Standard HF-Transceivern für die nächste Mobilfunk-Generation, die einen hohen Anteil an digitaler Elektronik aufweisen. Im Anschluss wird im Detail auf ein spezielles Problem solcher Transceiver eingegangen, nämlich der Selbst-Interferenz, die durch den eigenen Sender verursacht wird und die vor allem im Carrier Aggregation-Modus auftritt. Die Problematik wird nicht nur detailliert erklärt, diese Arbeit präsentiert auch eine Methode zur Unterdrückung von Selbst-Interferenz mit den Mitteln der digitalen Signalverarbeitung. Der Algorithmus kann die durch den Sender verursachte so genannten “Modulated Spurs” und zusätzlich daraus entstehende Intermodulations-Produkte zweiter Ordnung kompensieren. Simulationsergebnisse zeigen, dass der vorgestellte Algorithmus beide Arten von Interferenz bei vertretbarem Rechenaufwand gut unterdrücken kann. Das Signal-Rausch-Verhältnis des gewünschten Empfangssignals erreicht bis auf eine Differenz von 0,3 dB den ursprünglichen Wert, was einer Unterdrückung der Interferenz um 30 dB entspricht.

Digitally-intensive transceivers for future mobile communications—emerging trends and challenges