全雙工通信中時頻域與極化域處理級聯的自幹擾消除方法
2023-04-29 02:21:01
全雙工通信中時頻域與極化域處理級聯的自幹擾消除方法
【專利摘要】本發明提供了一種全雙工通信中時頻域與極化域處理級聯的自幹擾消除方法，屬於無線通信【技術領域】。本方法在每個通信節點配備用來發送和接收極化信號的正交雙極化天線，本地節點進行極化數位訊號處理。本方法包括：接收端進行時頻域的射頻自幹擾消除；經射頻自幹擾消除後的極化信號經下變頻到達基帶，根據先驗的自幹擾極化狀態和期望信號極化狀態構建斜投影極化濾波算子，進行極化濾波；遵循輸出信幹噪比最大的原則，進行期望信號的匹配接收。本發明克服了傳統方案中自幹擾和期望信號相互重疊難以區分的問題，在基帶使用信號的極化維度信息進行自幹擾消除，避免了對時頻信息的重複使用，提高了自幹擾消除增益，達到自幹擾消除的目的。
【專利說明】全雙工通信中時頻域與極化域處理級聯的自幹擾消除方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於無線通信【技術領域】，具體地說，是指一種全雙工通信中時頻域與極化 域處理級聯的自幹擾消除方法。
【背景技術】
[0002] 隨著無線通信技術及業務的發展，無線網絡正面臨著有限頻譜資源與大量業務對 頻譜資源需求的矛盾。為此，業界提出了同時同頻全雙工技術（下文簡稱全雙工），該技術 通過自幹擾消除技術實現了通信雙方利用相同的頻譜資源同時進行通信的功能需求，提高 了頻譜利用率，並有解決傳統無線通信遺留問題、增加通信保密性的潛在優勢，從而獲得業 界廣泛關注。
[0003] 全雙工通信節點的接收信號由三部分組成：自幹擾、期望信號和噪聲，如圖1所 示。以N1為本地節點，N2為遠端節點為例，說明自幹擾和期望信號的概念：由本地發送天 線發送且被本地接收天線接收到的信號部分稱為自幹擾；由遠端發送天線發送且被本地接 收天線接收到的信號部分稱為期望信號。自幹擾通常比期望信號強60dB左右，因此，自幹 擾消除是實現全雙工的首要任務。
[0004] 現有的自幹擾消除大部分利用時頻維度進行自幹擾消除，主要做法是根據已知的 本地發送信號，分別在射頻和基帶重構反相的自幹擾信號，使之與接收信號合併，以達到自 幹擾消除的目的。這種做法的缺點是射頻和基帶的兩次自幹擾重構都依賴於有限的時頻信 息，射頻自幹擾消除會限制基帶自幹擾消除性能。
【發明內容】
[0005] 本發明解決的技術問題是：通過對信號極化域特徵的利用，增加了時頻交疊的不 同信號間的區分度，並通過極化數位訊號處理的方法達到自幹擾消除的目的。
[0006] 為了解決上述問題，本發明提供了一種全雙工通信中時頻域與極化域處理級聯的 自幹擾消除方法，在每個通信節點配備用來發送和接收極化信號的正交雙極化天線，以賦 予發送信號既定的極化狀態。
[0007] 本發明的全雙工通信中時頻域與極化域處理級聯的自幹擾消除方法，實現步驟如 下：
[0008] 步驟1 :在接收端進行極化信號的水平支路和垂直支路聯合的時頻域射頻自幹擾 消除，並保證不改變自幹擾的極化狀態；
[0009] 步驟2 :經射頻自幹擾消除後的極化信號經下變頻到達基帶後，根據先驗的自幹 擾極化狀態和期望信號極化狀態構建斜投影極化濾波算子，進行極化濾波；
[0010] 步驟3 :遵循輸出信幹噪比最大的原則，進行期望信號的匹配接收。
[0011] 所述的步驟2中，設S表示期望信號極化狀態，I表示自幹擾極化狀態，自幹 擾極化狀態張成的子空間為Span{I}，期望信號極化狀態張成的子空間為Span{S}， 則沿著Span {1}向Span {S}投影的斜投影極化濾波算子
【權利要求】
1. 一種全雙工通信中時頻域與極化域處理級聯的自幹擾消除方法，在每個通信節點配 備用來發送和接收極化信號的正交雙極化天線，其特徵在於，該極化域數字自幹擾消除方 法包括如下步驟： 步驟1 :在接收端進行極化信號的水平支路和垂直支路聯合的時頻域射頻自幹擾消 除，並保證不改變自幹擾的極化狀態； 步驟2 :經射頻自幹擾消除後的極化信號經下變頻到達基帶後，根據先驗的自幹擾極 化狀態和期望信號極化狀態構建斜投影極化濾波算子，進行極化濾波； 設S表示期望信號極化狀態，I表示自幹擾極化狀態，自幹擾極化狀態張成的子空間為 Span {1}，期望信號極化狀態張成的子空間為Span {S}，則沿著Span {1}向Span {S}投影的斜 投影極化濾波算子
其中，
為自幹擾極 化狀態張成的子空間Span{I}的正交投影算子； 設到達基帶後的極化信號為Y(k)，用斜投影極化濾波算子QSI對該極化信號進行極化 濾波後的輸出信號為QSIY(k) =Es(k)+QSIN(k)，其中，Es(k)表示期望信號的極化信號序列， N(k)表示二維獨立的復高斯白噪聲，k表示採樣時刻； 步驟3 :進行期望信號的匹配接收，得到的輸出信號y(k)為： y (k) = SH [QSIY (k) ] = xs (k) +n0 (k) 其中，njk)表示輸出的噪聲，njk) = SHQSIN(k)。
2. 根據權利要求1所述的一種全雙工通信中時頻域與極化域處理級聯的自幹擾消除 方法，其特徵在於，所述的極化域數字自幹擾消除方法，在每個通信節點配備兩副正交雙極 化天線。
3. 根據權利要求1所述的一種全雙工通信中時頻域與極化域處理級聯的自幹擾消除 方法，其特徵在於，所述的步驟1中，對水平支路和垂直支路各使用一片QHx220電路進行時 頻域的射頻自幹擾消除，設置兩片QHx220電路具有共同的時鐘和控制信號，控制信號由兩 路射頻自幹擾消除的自幹擾剩餘量之和反饋得到。
【文檔編號】H04L25/03GK104125180SQ201410374085
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年7月31日 優先權日:2014年7月31日
【發明者】馮春燕, 劉瑤, 郭彩麗, 曾志民, 厲東明 申請人:北京郵電大學