同時(shí)同頻全雙工通信自干擾抑制收斂性能.pdf

1、在同時(shí)同頻全雙工通信系統(tǒng)中，設(shè)備自身的發(fā)射信號(hào)會(huì)對(duì)接收信號(hào)造成強(qiáng)干擾。因此，需要對(duì)同時(shí)同頻全雙工通信設(shè)備中的自干擾信號(hào)進(jìn)行充分抑制。然而，目前同時(shí)同頻全雙工通信技術(shù)的研究主要集中于自干擾抑制的方法探索和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，缺乏自干擾抑制收斂性能的理論分析。
　　本文研究聚焦于同時(shí)同頻全雙工通信自干擾抑制收斂性能。具體貢獻(xiàn)包括：
　　第一，針對(duì)射頻域自干擾抑制，提出了一種降低搜索維度的快速收斂方法并分析收斂性能。在單徑自干擾信道下，采用

2、由時(shí)延器、可調(diào)衰減器以及可調(diào)移相器構(gòu)成的直接耦合射頻域單抽頭自干擾抑制結(jié)構(gòu)，將極坐標(biāo)系中相互關(guān)聯(lián)的可調(diào)衰減器、可調(diào)移相器二維參數(shù)搜索，映射為笛卡爾直角坐標(biāo)系中相互獨(dú)立的同相、正交分量一維最優(yōu)值估計(jì)，避免了極坐標(biāo)系中幅相搜索相互關(guān)聯(lián)造成的收斂緩慢問(wèn)題。仿真結(jié)果表明：在2 GHz載頻、10 MHz帶寬，0 dB信噪比，50 dB干信比以及100倍符號(hào)周期的單次測(cè)量時(shí)間的仿真條件下，收斂時(shí)間為20μs，自干擾抑制效果約為67 dB。
　

3、　第二，針對(duì)射頻域自干擾抑制，提出了一種改進(jìn)的射頻域最小均方自適應(yīng)干擾抑制算法并分析其收斂性能。在單徑自干擾信道下，采用由同相、正交兩條支路構(gòu)成的直接耦合射頻域自干擾抑制結(jié)構(gòu)，將傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中復(fù)雜的可調(diào)衰減器、移相器二維參數(shù)優(yōu)化問(wèn)題，轉(zhuǎn)化為正交、同相支路中兩個(gè)可調(diào)衰減器參數(shù)的二次型優(yōu)化問(wèn)題，再利用最小均方自適應(yīng)搜索準(zhǔn)則搜索正交、同相支路中的可調(diào)衰減器參數(shù)，提高了自適應(yīng)干擾抑制的收斂速度。仿真結(jié)果表明：以2.4 GHz載頻、5 MHz帶寬、0

4、 dB信噪比，50倍符號(hào)周期的統(tǒng)計(jì)時(shí)間，0.3的歸一化步長(zhǎng)以及60 dB干信比的仿真條件為例，收斂時(shí)間為0.12 ms，自干擾抑制效果約為80 dB。
　　第三，提出一種數(shù)字域最優(yōu)預(yù)編碼自干擾抑制算法并分析收斂性能。針對(duì)強(qiáng)相關(guān)MIMO自干擾信道場(chǎng)景下的同時(shí)同頻全雙工多用戶上下行通信系統(tǒng)，利用自干擾信道矩陣的強(qiáng)相關(guān)特性，將給定上行速率時(shí)的下行速率最大化問(wèn)題變換為凸優(yōu)化問(wèn)題；然后通過(guò)數(shù)值求解得到最大系統(tǒng)和速率及最優(yōu)的預(yù)編碼矩陣。數(shù)值仿

5、真結(jié)果表明：當(dāng)同時(shí)同頻全雙工基站的收發(fā)天線數(shù)目均為4，基站和上行用戶的發(fā)射功率均為40 dBm，基站各接收天線中殘余自干擾信號(hào)的干信比為3 dB時(shí)，隨機(jī)產(chǎn)生一例上下行信道向量和強(qiáng)相關(guān)自干擾信道矩陣，所提預(yù)編碼方案的單次迭代時(shí)間復(fù)雜度為3O(4)，和速率比傳統(tǒng)的次優(yōu)預(yù)編碼方案提高了1.35 bit/s/Hz。
　　第四，分析射頻域?qū)拵ё愿蓴_抑制的極限收斂性能。在寬帶同時(shí)同頻全雙工通信系統(tǒng)中，采用通用的直接耦合射頻域多抽頭自干擾抑制結(jié)

6、構(gòu)，討論剩余自干擾信號(hào)功率與多抽頭參數(shù)取值之間的函數(shù)關(guān)系，推導(dǎo)多抽頭參數(shù)的最優(yōu)取值，在此基礎(chǔ)上探討了多抽頭自適應(yīng)干擾抑制的收斂時(shí)間，并分析多抽頭自干擾抑制結(jié)構(gòu)的極限自干擾抑制性能。數(shù)值與仿真結(jié)果表明：在2.4 GHz載頻、100 MHz帶寬的仿真條件下，隨機(jī)產(chǎn)生一例包含9條徑的自干擾信道并假設(shè)理想的信道估計(jì)，9個(gè)抽頭的寬帶射頻域自干擾抑制結(jié)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)約80 dB的自干擾抑制效果。
　　本文研究了同時(shí)同頻全雙工通信系統(tǒng)的自干擾抑制技術(shù)