基于空间投影的全双工MIMO中继站自反馈干扰抑制

建立由基站、全双工MIMO中继站和用户站组成的系统模型,获得MIMO自反馈干扰矩阵.当自反馈干扰信号最大多径时延大于符号周期时,根据自反馈干扰矩阵张成空间,设计并添加信号空间投影滤波器到中继站中实现自反馈干扰抑制.针对自反馈干扰矩阵是否满秩,滤波器设计分别采用子空间和零空间投影算法,并讨论了不同投影算法下对中继站接收信号误码率影响和自干扰信号的残留量.理论分析和仿真结果表明,所提出的空间投影算法对自反馈干扰的抑制有较理想的效果.     

一种MIMO中继系统的自适应自干扰消除方法

为节省频率资源,全双工中继一般采用相同的频率接收和发射信号。由于收发天线之间无法充分隔离,接收天线容易受到自身发射天线的回波干扰。针对宽带全双工多输入多输出( MIMO)中继的自干扰问题,提出了一种基于梯度下降自适应算法的自干扰消除方法。该方法利用中继反馈的已知信号进行自干扰信道估计,并产生一个对自干扰信号的估计信号,从而在接收端将干扰抑制。仿真结果表明,该方法在自适应滤波器的跟踪性能、收敛分布和不同 MIMO 配置下的均方误差( MSE)性能等方面均取得良好效果。     

箕舌线变步长LMS/F算法数字域自干扰消除研究北大核心CSCD

自干扰消除技术是实现带内全双工(IBFD)通信的重要前提,其中数字域自干扰消除是带内全双工通信系统中硬件复杂度最低、灵活性最高的自干扰消除技术,并且是自干扰消除的最后一道防线。然而,其消除能力仍需提升,主要是如何处理收敛速度和稳态精度之间的平衡,并且还要具备突变信道的自适应能力。文章提出了一种新的全双工系统的数字自干扰消除方法,发射链路采用数字、模拟预失真技术消除功率放大器的非线性失真,使用辅助接收链获取发射链路信号副本,在数字域中利用重构自干扰信号副本消除接收信号残余自干扰信号和功率放大器残余非线性失真,并通过在接收链与辅助接收链之间共用一个振荡器消除部分接收机相位噪声。仿真表明,该方法与已有变步长LMS消除方法相比,在信噪比为5 dB的条件下,能够在提高收敛速度的同时获得优于变步长LMS方法的消除能力。     

单通道全双工系统数字自干扰消除研究

单通道全双工系统是一种在同时同频发送和接收信号的通信系统,因此本地接收机需要进行自干扰消除.文章对数字自干扰消除进行了研究,通过分析量化位数对误码率的影响得到ADC量化前的最大干信比;分析了解调后自干扰信号对期望信号的影响,得到自干扰消除需要达到的消除量;最后给出了自干扰信道估计的模型,为数字自干扰消除的实现提供了理论依据.     

一种相控阵雷达射频域自干扰对消方法

在相控阵雷达系统中,为了保证回波信号的正确接收,需要在接收阵元天线的射频前端对自干扰信号进行对消处理。随着雷达信号带宽的增加,其形成的自干扰信号的消除难度加大。针对该问题,提出了一种射频域自干扰分段对消方法。该方法利用同一个自干扰对消通道对不同时间段的自干扰信号进行对消处理。对带宽为300 MHz 的线性调频信号进行仿真验证发现:当抽头个数为4时,自干扰分段对消方法的性能可达50 dB,比抽头个数为7时的传统的多抽头对消方法高出18 dB。因此,相较于传统的多抽头对消方法,所提出的自干扰分段对消方法可以在更低的硬件复杂度下实现更高的对消性能。     

基于深度神经网络的收发同时系统中自干扰数字对消算法

为了解决转发式干扰机收发同时系统中的自干扰难以对消问题,该文设计一种基于深度神经网络(DNN)的自干扰对消算法。在自干扰信号与目标信号强相关且混叠的情况下该算法可以有效地消除自干扰信号。在此基础上,该文利用分段侦收的信号快速生成干扰的方法,验证了该算法在收发同时系统中自干扰信号对消的可行性,实现了基于本脉冲的雷达干扰信号构建,对敌方雷达快速做出反应,在电子对抗中占据有利地位。该文利用典型的线性调频(LFM)和二进制相移键控(BPSK)雷达信号生成数据集训练深度神经网络,用测试集去测试网络输出的模型。实验结果表明:在收发同时系统中目标信号与自干扰信号混叠的情况下,基于DNN的自干扰对消算法可以有效消除自干扰信号,在信干比–8 dB的情况下,对消比可达到26 dB以上。     

基于时变步长最小均方算法的射频干扰对消

针对同时同频全双工系统中射频域干扰对消收敛速度与对消比相互制约的问题,提出基于时变步长最小均方算法的射频自干扰对消方法.该方法在正交两路合成干扰对消方案基础上,利用Logistic函数非线性关系实时改变步长因子,在最小均方准则下实现两路衰减器的快速精确调整,完成自干扰信号的有效对消.最后,理论分析了该对消方法的收敛性和稳态失调误差,给出了收敛状态下能够获得对消比的闭合表达式.理论分析和仿真表明,该方法的收敛时间缩短为已有变步长对消方法的1/4,最终达到的对消比与已有方法相比提高了约5 dB.     

一种线性化的全双工MIMO收发器设计

针对全双工MIMO收发器发射通道非线性以及接收通道存在强烈自干扰的问题,该文提出一种使发射通道线性化并通过射频多抽头重建与数字重建消除自干扰的具有较低硬件成本与软件复杂度的设计方案:(1)基于改进的串扰消除和数字预失真(CTC-DPD)算法并复用反馈通道进行去耦合和数字预失真使发射通道线性化、等增益;(2)在接收通道加入可调衰减器并用多维梯度下降法基于接收的残留自干扰功率最小原则调整抽头参数;(3)基于频域信道估计进行数字自干扰重建。实现的20 MHz带宽LTE全双工22 MIMO通信样机,发射通道经过线性化后带内更平坦,而带外噪声抑制了约30 dB。射频和数字消除一轮调整共耗时约0.17 ms,总消除能力约75 dB。16QAM映射时全双工双向数据速率总和220 Mbps,相对单向时的110 Mbps实现了频谱效率的翻倍。通信样机证明了该方案的可行性。     

基于迭代变步长LMS的数字域自干扰对消

针对同时同频全双工(Co-frequency and Co-time Full Duplex,CCFD)系统已有的数字域干扰对消方法收敛速度慢和对消比低的问题,本文提出了迭代变步长最小均方(Least Mean Square,LMS)算法,利用该算法实现了快速收敛的高对消比数字域干扰对消.首先,改进Logistic函数,缩短其函数值由大至小的变化区间,再利用该非线性函数计算随迭代次数变化的步长因子值,从而加快干扰对消的收敛速度,高精度递推估计自干扰信道参数,即获得高的对消比.最后,理论分析了该对消方法收敛性和计算复杂度,得到了稳态条件下对消比的闭合表达式.仿真表明,该方法与已有变步长LMS对消方法相比,对消比可增加6dB以上,收敛速度可提高1倍,与最小二乘信道估计干扰对消方法相比,对消比提高了至少10dB.     

基于系统辨识的干扰对消技术研究

收发隔离度一直是电子战系统的关键技术,若隔离度不够,发射的干扰信号会耦合到侦察接收机,使接收机不能正常工作甚至产生自激.分析了传统收发隔离改善技术和自适应干扰对消技术的优缺点,提出了基于系统辨识的干扰对消方法,利用耦合通路的线性非时变性,拟合出干扰耦合通路的传递函数.仿真和实验结果表明,该方法能有效对消各种干扰信号,同时不会影响接收的雷达信号,能够满足系统隔离度的要求.     

Compressed Channel Sensing using Designated Null Subcarriers in Full Duplex Wireless OFDM Systems

In this paper, we examine the digital cancellation of self-interference in full duplex wireless orthogonal frequency division multiplexing systems. Since digital cancellation highly depends on the accurate estimation of self-interference channels, which tends to be sparse, we propose a compressed sensing based channel estimator that uses designated null subcarriers. Our numerical results show that, by providing more accurate estimates of self-interference channels, the proposed scheme outperforms the conventional least square methods in terms of the self-interference suppression.     

全双工阵列的数字域联合干扰抑制算法

针对当前全双工系统无法有效应对外部干扰的问题,将全双工自干扰抑制技术与阵列自适应波束成形技术相结合,提出一种自干扰和外干扰的数字域联合抑制算法。首先建立该场景下全双工阵列的系统模型,然后基于时域自干扰抑制算法和最小方差无失真响应(MVDR)波束成形算法,给出算法的数学模型,并对该算法的性能进行理论分析。数值仿真证明,该算法能够同时将自干扰与外干扰抑制到噪声电平以下。     

Performance analysis of broadband self-interference cancellation at RF domain in co-frequency co-time full duplex systems

Due to the lack of performance analysis of the RF domain broadband self-interference cancellation algorithms in the co-time and co-frequency full duplex system,the multi-tap RF domain self-interference cancellation structure were considered,and the optimal solutions of its parameters to minimize the residual interference signal power were discussed,then its achievable interference cancellation capability was analyzed.By analysis and simulation,the performance of the multi-tap structure was associated with the interference bandwidth,the carrier frequency,and the differences between the multi-tap delays and multipath delays of the self-interference channel.The greater the signal bandwidth is,or the larger the differences between the multi-tap delays and multipath delays are,the worse the interference cancellation performance is.Besides,the interference cancellation performance is periodic oscillation with the increase of carrier frequency.     

同时同频全双工场景中的射频域自适应干扰抵消

考虑同时同频全双工无线收发信机的射频域自干扰抵消技术,现有研究多集中于利用手动方式调整自干扰估计信号的参数。针对这一问题,该文提出一种射频域的自适应干扰抵消算法。以正交、同相参考支路构成的自干扰估计结构为基础,利用梯度下降法搜索支路的最优权矢量,估计出自干扰信号,实现了射频域的自适应干扰抵消,并且给出了该算法的收敛性分析。分析与仿真表明,当迭代步长越大或统计时间越短时,算法的收敛速度越小。在100倍符号周期的统计时间,0.3的归一化步长,80 dB干信比以及0 dB信噪比的仿真条件下,该文提出的射频域自适应干扰抵消算法可以实现约100 dB的自干扰抑制。     

双向MIMO中继网络中采用信道独立预编码的自干扰消除技术

双向中继网络在提高频谱效率的同时会引入额外的自干扰,本文针对放大转发（AF）模式下双向多输入多输出（MIMO）中继网络中的自干扰抵消问题,从消除信道估计误差引入的剩余自干扰着手,提出一种采用信道独立预编码的盲干扰抵消（BIC）方案。新方案在源节点对信息进行行空间预编码,从而构建不依赖于MIMO信道矩阵的期望信号子空间和自干扰子空间,实现未知信道状态下自干扰抵消和期望信号分离,从而消除非理想信道估计带来的剩余自干扰信号。在此基础上,以最大化有效信噪比为目标设计最佳预编码,通过推导可达和速率的闭合表达式,分析不同方案下信道估计误差对可达和速率的影响。仿真结果表明,新方案在不同的信道估计误差下,能够实现完美自干扰消除,其检测性能和容量均优于基于信道估计的自干扰消除方案。      

基于分段反变换的无线全双工多径自干扰信号抵消方法

针对无线带内全双工系统存在的多径自干扰信号,若采用模拟域多抽头抵消电路,需要复杂的电路结构和控制算法。本文提出一种数字域协助的多径自干扰抵消方法,根据瑞利分布模型,利用分段反变换法（SITM）直接产生数字抵消参数,再反馈到模拟域进行抵消。本方法无需在数字域建立复杂的信道模型,电路结构得到精简。仿真结果表明,在信号传播路径数为20的情况下,本文方案相比于已有方案有5 dB的性能增益,且不随路径数的增大而明显减小。