全雙工MIMO中繼系統(tǒng)的空域自干擾消除方案研究.pdf

1、本文在無(wú)線通信向高速化、寬帶化、泛在化方向發(fā)展，而無(wú)線頻譜資源卻日益稀缺的境況下，深入研究5G的關(guān)鍵技術(shù)——全雙工中繼技術(shù)（Full-Duplex Relay,FDR）。隨著無(wú)線電通信的發(fā)展，頻譜利用率低的傳統(tǒng)半雙工中繼（Half-Duplex Relay,HDR）系統(tǒng)漸漸無(wú)法滿足現(xiàn)代無(wú)線通信的需求。全雙工中繼系統(tǒng)因?yàn)槟軌蛱峁└鼜V的覆蓋范圍、更高的系統(tǒng)吞吐量以及更有效的頻譜效率，而受到廣泛關(guān)注。然而，全雙工中繼技術(shù)在實(shí)現(xiàn)過程中，由于通信

2、雙方是同時(shí)、同頻的發(fā)送和接收消息，中繼站出現(xiàn)信號(hào)泄露造成了嚴(yán)重的環(huán)路自干擾問題，并使系統(tǒng)性能大大降低。本文的目標(biāo)就是尋找消除全雙工中繼系統(tǒng)中的自干擾信號(hào)的有效方案，進(jìn)而提升系統(tǒng)的性能。
　　本文首先在對(duì)現(xiàn)存的幾種空域自干擾消除方案作了簡(jiǎn)單的分類比較。然后對(duì)其中的迫零方案和最大化信噪比方案進(jìn)行重點(diǎn)研究，并指出迫零方案無(wú)法運(yùn)用于自干擾信道滿秩情況的缺點(diǎn)以其原因。
　　隨后本文提出了一種新的空域自干擾消除方案，即基于最大化信噪比的

3、迫零方案。其思路是以系統(tǒng)SINR為目標(biāo)函數(shù)，中繼功率限制和自干擾迫零消除條件為約束條件，構(gòu)建最優(yōu)化問題，并通過解最優(yōu)化問題來(lái)獲得使系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化的最優(yōu)匹配濾波器的解。通過之后的仿真證明論了這一新方案大大提升了系統(tǒng)性能。
　　基于雙向全雙工中繼系統(tǒng)的系統(tǒng)容量理論上是單向全雙工中繼系統(tǒng)的兩倍，但其也存在自干擾問題，因而研究雙向全雙工中繼系統(tǒng)的自干擾抑制方案很有價(jià)值。所以本文在單向全雙工中繼系統(tǒng)的迫零法的基礎(chǔ)上，輔助采用控制終端功率來(lái)實(shí)現(xiàn)