蜂窝网络下同时同频全双工设备到设备组网的干扰协调算法

蜂窝网络下的同时同频全双工(CCFD)设备到设备(D2D)组网可以进一步提升网络频谱效率,然而由此引入的残余自干扰(RSI)及蜂窝用户(CU)与D2D用户(DU)之间共享频谱的干扰会严重影响到蜂窝用户的体验。因此,该文为蜂窝网络下同时同频全双工组网设计了两种干扰协调算法,即CU和速率最大化算法(MaxSumCU)与CU最小速率最大化算法(MaxMinCU),在小区频谱效率得到提升的同时尽可能地保证CU的体验。对于MaxSumCU算法,该文以CU和速率为优化目标建立混合整数非线性规划问题(MINLP),其在数学上为非确定性多项式(NP-hard)问题。算法将其分解为功率控制与频谱资源分配两个子问题,并用图形规划找到最优功率解后,使用二向图最大权值匹配算法决定频谱共享的CU与DU。为了保证每一个蜂窝用户体验的公平性,该文设计了Max Min CU算法用以最大化所有CU速率中的最小值,该算法基于二分查找与二向图最小权值匹配算法来完成用户的资源分配。数值结果表明,与小区和速率最大化(MaxSumCell)设计相比,该文所提的两种算法在提升小区和速率的同时均有效地提升了蜂窝用户的体验。

同时同频全双工LTE射频自干扰抑制能力分析及实验验证

同时同频全双工本地发射信号会对本地接收信号产生强自干扰,为了使信号能够通过射频接收通道及模数转换器件,需要在射频前端进行自干扰抑制。在自干扰为直射路径的条件下,该文采用直接射频耦合法,对长期演进(LTE)同时同频全双工自干扰抑制进行实验测试;分析推导了自干扰功率、带宽及线缆、幅度、相位调整误差对射频自干扰抑制能力的影响;得到了射频自干扰抑制能力的闭合表达式。分析表明对于20 MHz带宽,-10 dBm接收功率的LTE射频自干扰信号,理论上能抑制54 dB的射频自干扰,而实验测试结果表明能抑制51.2 dB。

同时同频全双工宽带射频自干扰抵消性能分析

针对同时同频全双工场景中,宽带射频自干扰抵消方案缺乏性能分析这一问题,以多抽头射频域自干扰抵消结构为基础,以最小化剩余自干扰信号功率为准则,讨论了该结构中各抽头参数的最优解,进而分析了可实现的最佳自干扰抑制效果。数值与仿真结果表明,多抽头射频域自干扰抵消结构最佳的自干扰抑制性能与自干扰信号带宽、载波频率以及抽头时延与自干扰信道多径时延之差有关。信号带宽越大,或抽头时延与自干扰信道多径时延之差越大,干扰抑制性能越差;干扰抑制效果随载波频率的增加近似呈周期性振荡。

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。

室内环境下2.6GHz同时同频全双工自干扰信道测量与建模

目前,对同时同频全双工的自干扰信道特性尚未进行研究.针对这一现状,采用基于网络分析仪的信道测量平台,对室内环境下2.6GHz同时同频全双工自干扰信道特性进行测量与分析.基于实测数据统计分析,得出了传输损耗模型与均方根时延扩展统计模型.结果表明:传输损耗服从断点损耗模型,天线间距在大于1m的传输损耗指数为1.86,天线间距小于1m的传输损耗指数为1.52;均方根时延扩展的统计特性随着天线间距在不同范围而不同,在天线间距大于1m时的均方时延扩展服从lognormal分布,在天线间距小于1m时,RMS时延扩展在不同的天线间距下服从lognormal分布,并且其分布的均值与标准差与天线间距呈现线性关系.

一种变窗长同时同频全双工自干扰信道估计算法

在同时同频全双工(CCFD)中,基站发射、接收通道非线性引入的附加干扰以及基站周围环境的变化,会影响数字域自干扰信道估计精度。该文提出了一种变窗长离散傅里叶变换信道估计算法,算法根据实际自干扰信道特征选取最优干扰抑制窗长,提高自干扰信道的估计精度。仿真结果表明:在自干扰信道为莱斯信道,干噪比为15 d B时,采用该算法的数字自干扰抑制能力为22 d B,比采用最小二乘信道估计高7 d B,比采用固定窗长离散傅里叶变换信道估计高3 d B。

同时同频全双工射频快速自适应干扰抵消算法

在同时同频全双工收发信机中,考虑单径无线自干扰信道场景,提出了基于快速搜索思想的射频自适应干扰抵消算法。通过分析自干扰幅度估计误差、相位估计误差对射频自干扰抵消后剩余接收信号功率的影响,引出了射频域的快速自适应干扰抵消算法,并讨论了该算法的收敛性。分析与仿真表明,在同时同频全双工系统中,基于快速搜索的射频自适应干扰抵消算法可以有效实现射频域自干扰的抵消;与现有的射频自适应干扰抵消方法相比,其收敛时间减少了约60%。

多抽头延迟设置与幅相误差对全双工射频自干扰消除的影响

对于多径自干扰信道场景下同时同频全双工(CCFD)无线通信系统,考虑射频域多抽头自干扰抵消技术,现有研究多集中于实验验证,缺少抽头个数与延迟设置、幅度和相位等参数对自干扰抵消性能的影响分析,不利于工程参数的选取。针对此问题,在已知抽头个数和延迟设置的情况下,该文给出各个抽头幅度和相位的求解方法,并推导了幅度和相位误差对自干扰抵消性能影响的理论表达式。分析与仿真表明,对于特定抽头个数,当最大抽头延迟小于自干扰信号主径延迟时,自干扰抵消值随着最大抽头延迟的增加而增加,而当最大抽头延迟大于约两倍自干扰信号主径延迟时,自干扰抵消值随着最大抽头延迟的增加而减少;对于特定抽头延迟范围,当抽头个数增加或自干扰信号带宽减少时,自干扰抵消值随之变大;对于特定的延迟设置,随着幅度或相位误差的增加,自干扰抵消值越来越小。

同频同时全双工数字自干扰抵消算法

同频同时全双工是第五代移动通信(5G)提出的核心概念之一,其关键技术为自干扰抵消。其中数字抵消具备灵活高效的优势,进一步提高其性能是降低全双工节点的成本、功耗和复杂度的重要途径。首先介绍了基本数字抵消算法——信道估计重构法的原理;然后从提高自适应性、提高自干扰信号还原准确性以及实现简化三个角度介绍了改进算法;最后,展望了全双工数字自干扰抵消算法未来的研究方向,为全双工架构和算法设计提供参考。

全双工通信射频域自干扰抑制量对数字域自干扰抑制能力的影响

同时同频全双工通信的射频域自干扰抑制量增加,导致数字域自干扰信号的信噪比下降,使得数字域自干扰抑制量减少。针对这一现实问题,该文分析了数字域自干扰抑制能力与射频域自干扰抑制量之间的量化关系,在典型数字域估计算法下,给出了具体关系的闭合解。分析与仿真结果表明,全双工通信在执行射频域联合数字域自干扰抑制时,射频域自干扰抑制的增大量总是大于数字域自干扰抑制能力的减小量,当射频域自干扰抑制较小时,数字域自干扰抑制将更有效;过大的射频域自干扰抑制量将造成数字域自干扰抑制性能的损失。

同频同时全双工系统信道建模及组网仿真研究

同频同时全双工技术是一种有效提高频谱效率的新型无线通信技术,而目前国内外尚缺少对于全双工系统信道建模以及组网技术的研究。给出了同频同时全双工系统级仿真平台的体系框架,描述了全双工系统级仿真平台的主要模块的功能及实现方法。分析了多种同频同时全双工系统的自干扰消除技术并建立了自干扰消除模型和传输信道模型,基于C语言搭建了同频同时全双工系统级仿真平台,为全双工系统的组网研究奠定了基础。仿真结果验证了同频同时全双工系统级仿真平台的有效性,并给出了同频同时全双工系统的频谱效率及其主要影响因素。

基于降维原理的全双工射频域快速自干扰抑制算法研究

针对同时同频全双工收发信机的射频域自干扰抑制,由于自干扰抑制结构中可调衰减器、移相器最优值的二维求解不是二次型结构的优化问题,导致射频域自干扰抑制收敛速度缓慢。针对这一问题,提出基于降维原理的射频域快速自干扰抑制算法,通过将上述二维求解转化为接收自干扰信号与自干扰参考信号互相关的一维求解,降低了优化问题的搜索维度和迭代次数,提高了射频域自干扰抑制的收敛速度。分析与仿真表明,与现有的全双工射频域自适应干扰抑制算法相比,所提算法只需2次迭代即可确定衰减器、移相器的最优值,显著提高了自干扰抑制的收敛速度。

同时同频全双工非线性自干扰抑制研究

同时同频全双工在相同频率资源上同时进行信号的收发,频谱利用率理论上可以提升1倍,因此受到广泛关注。然而,全双工设备在接收信号的同时,也会遭受本地信号发射带来的强干扰。针对强干扰信号的非线性典型特征,分析了非线性自干扰抑制技术,并探讨大功率发射和阵列天线场景中,可能的非线性干扰抑制方法,为大功率、多天线全双工设备研制提供架构和算法层面的设计指导。

同频同时全双工技术浅析

同频同时全双工是无线通信业界颇为关注的一项新兴技术。与传统的频分双工和时分双工相比,同频同时全双工可以将频谱效率提高一倍。本文介绍了同频同时全双工的基本概念、工作模式及双工干扰消除方法,并简述了北京大学新近开发的演示系统。

室内环境下共用收发天线同时同频全双工自干扰信道测量与建模

同时同频全双工技术因能获得更高的信道容量及频谱利用率而得到人们的关注。目前,对单天线收发全双工自干扰信道特性的研究尚未见到。针对此现状,采用基于网络分析仪的信道测量平台,对室内环境下2.6GHz共用收发天线全双工自干扰信道进行测量与分析。得到了均方根时延扩展与相关带宽的统计模型。分析了天线馈线长度与损耗对自干扰信道的均方根时延扩展造成的影响。结果表明,均方根时延扩展服从对数正态分布;相关带宽大致服从正态分布;相关带宽与均方根时延扩展基本成反比关系;均方根时延扩展随着天线馈线长度的增加而增加。

应用于同频带全双工中的宽带自干扰射频抵消技术

针对同频带全双工通信系统存在的自干扰问题,设计完成了一款可集成的单天线同频带全双工自干扰射频抵消系统。同频带全双工系统最关键的问题是:收发机内部发射信号经过不同的路径反射后,通过天线耦合到接收端给接收机带来的强自干扰。由于干扰信号和接收信号位于同一频带内,传统的滤波技术无法将干扰信号滤除,基于正交矢量合成原理,所提可集成自干扰射频抵消技术采用单天线模式,通过自适应控制从发射机获取的两路正交参考信号幅值,合成与自干扰信号幅值相同、相位相同的抵消信号,最后在接收机的射频前端进行相减从而实现自干扰射频抵消。该方法摒弃了限制带宽的相移元件,使得抵消带宽不再严格受限,而且结构简单,易于片上集成,并且采用了自适应控制算法,使得系统工作的适应性更广。系统仿真结果表明,在60 MHz频带内,自干扰射频抵消比均大于41dB。

基于频分复用的多端全双工无线能量信息同步传输方法

多端口无线能量路由器是一种新型电力电子系统,可实现多源多负载间的无线能量传输。除能量传输外,无线能量路由器还应具备同步传输信息的能力,所传信息包括源载状态、设备ID、电气参数等。文中面向多端口无线能量路由器,提出一种全双工无线能量信息同步传输方法,通过建立等效电路模型,分析不同工作模式下的信息传输路径增益,探讨关键元件参数对信息传输性能的影响。利用频分复用技术实现全双工传输时,针对某一端口存在多种频率的信息载波难以解调的问题,采用分频阻抗网络,通过对信息载波进行预处理,使其能够解调得到来自不同端口的信息。最后通过实验验证所提出方法的有效性。

全双工射频识别技术的过鱼效果监测与分析

全双工射频识别系统(RFID)相较于半双工具有操作简便、数据传输方便等优势,国外广泛应用于鱼道过鱼效果评价。针对而国内相关研究较少的现状,以植有PIT标签的仿野生齐口裂腹鱼(Schizothorax prenanti)识别与否作为评判系统监测效率高低的依据,定量分析鱼体入射角度、鱼体入射范围、鱼体长大小和游泳速度对全双工射频识别系统监测效率的影响,以接收到监测数据作为因变量,构建Logistic回归模型,利用AIC模型准则筛选出最优的Logistic回归模型。结果表明,游泳速度(P=0.001)和鱼体长大小(P=0.03)与系统成功监测概率呈负相关。鱼体入射角度(0°~90°)对系统监测效率的影响不显著(P>0.05);鱼体入射范围0~10 cm的监测效率显著高于入射20~30 cm和30~40 cm(P<0.05)。为进一步提高鱼道监测效率,建议在开展实际鱼道工程监测前,应掌握鱼类基础参数(如体长)和行为(如游泳速度)数据,合理布置天线位置,将有助于为监测评估后的鱼道优化设计提供技术支撑和数据参考。

一种高线性度的全双工光载射频系统

本文提出了一种高线性度的全双工光载射频系统.该系统克服了下行链路三阶交调失真与周期性功率衰落的影响,同时对上行链路进行波长重用,简化了基站的成本和复杂度,实现了高线性度的全双工光载射频系统.实验结果表明,与基于单个马增调制器的常规系统相比,本系统下行链路中三阶交调失真得到明显抑制,克服了光纤色散引起的功率衰落,系统无杂散动态范围提高17dB,宽带信号的星座图和误差矢量幅度改善明显,另外,上行链路可以实现稳定的波长重用及宽带信号传输.

同频同时全双工网络干扰分析及消除方法研究

随着移动数据业务迅猛发展,针对室内及热点场景优化问题的LTE-Hi技术开始受到普遍关注。同频同时全双工是一种新型双工技术,可以显著地提高频谱效率,适于应对移动数据业务在室内和热点场景的需求,日益成为研究热点之一。本文分析了全双工网络内的系统干扰,提出了基于时频二维空间的全双工与半双工相结合的调度方法,并通过试验验证了网络环境下全双工技术的可行性。