全双工无线通信系统的数字自干扰消除方法研究

摘要

随着无线技术的快速发展，无线频谱资源日益短缺，如何提高无线频谱的利用率是当下无线通信领域的研究热点之一。全双工（FD，Full-duplex）技术有望提高频谱资源的利用率，但是全双工系统却面临着严重的自干扰问题。本文主要采用数字方法消除全双工系统的自干扰，以改善系统的性能。
　　本文首先分析了FD系统中自干扰的特点，并以SISO全双工系统为基本模型，采用了模数结合的方法消除自干扰，并使用分段线性逼近的方法得到信道速率增益目标函数。仿真结果证明，上述方案能够消除一定的自干扰（SI，Self-interference），从而降低了误码率，提高系统容量。
　　然后，本文研究了MIMO全双工系统的自干扰消除方案。基于预编码消除法和时域消除法，以信道可达速率为目标函数，以发射功率功率和残留自干扰功率为约束条件，建立最优化模型。并研究了结合预编码消除和时域消除的改进自干扰消除方案。仿真表明，改进的方案比原消除方案对信号传输的可靠性和信道速率方面均有较大的提升。
　　最后，本文研究了全数字自干扰消除的方案。分析了发射机和接收机电路中的相位噪声、非线性失真和量化噪声。采用了辅助接收机电路重构射频（RF，Radio Frequency）自干扰信号的副本，该副本信号可以在数字域中抵消自干扰信号和发射机的损伤。仿真证明，全数字消除方法能够有效的消除FD系统的自干扰，从而提升系统性能。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1论文研究背景

1.2论文的主要研究工作与研究意义

1.3本文的内容与章节安排

第二章 相关背景知识介绍

2.1全双工无线通信面临的主要挑战

2.2自干扰抑制方法分类

2.3本章小结

第三章 SISO全双工系统自干扰消除

3.1系统模型

3.2信道速率增益区分析

3.3性能仿真

3.4本章小结

第四章 MIMO全双工数字自干扰消除

4.1基于预编码消除的MIMO全双工系统

4.2预编码与时域联合消除法

4.3本章小结

第五章 全双工系统的全数字自干扰消除

5.1系统模型

5.2自干扰消除仿真分析

5.3本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢