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。     

绞合线对上工作的全双工数字收发机模拟前端

已经研制成适合回波对消的绞合线对上工作的全双工数字收发机模拟前端CMOS芯片。这个芯片包括发射、接收、平衡、均衡等滤波器以及12位6μs的自校准A/D转换器。此芯片与数字信号信息处理机接口,执行收发机其余的功能,例如回波对消,自适应平衡,定时恢复等。     

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.     

ADC量化对同频全双工数字自干扰消除的误码率性能分析

同频全双工由于在同时工作的收发通道上使用相同的频率资源,因此本地接收机需要进行自干扰消除。数字域干扰消除方法在模数转换器(ADC)器件采样后进行,ADC位数、干信比、量化判决准则直接影响干扰消除效果和系统误码性能。该文分析了ADC位数、干信比、QAM调制误码性能三者的内在关系;推导了误码率的闭合表达式;仿真验证了数学推导的正确性和有效性。仿真结果表明,随着干信比的减小和ADC位数的增加,误码率性能呈宏观改善趋势,但从特定的微观片段来看,会出现性能波动,甚至会接近无量化误差的误码率性能。     

全双工MIMO中继的自干扰抑制

在全双工多输入多输出(MIMO)中继系统中,中继发送端和接受端之间的自干扰降低了系统的信道容量,严重影响了中继系统的传输性能。从理论上来讲,全双工中继方案的核心问题就是自干扰抑制。通过在中继处设计收发矢量来抑制自干扰信号,但与已有的基于奇异值分解(SVD)的抑制方案不同,研究了一种旨在放大中继收发端有用信号与自干扰信号功率比(SIR)的抑制方法,将收发抑制矢量进行分开设计,通过公式推导,求出最优的收发抑制矢量。仿真结果表明该方案改善了中继系统的信道容量,自干扰抑制效果明显。      

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。     

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.     

MIMO全双工双向通信系统平均保密和速率的优化

研究多入多出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）同时同频全双工双向通信系统中,合法节点在接收信息的同时向对方发送保密信息,并发送零空间人工噪声干扰窃听节点的物理层安全方案的优化问题.针对窃听信道状态信息仅统计分布已知,且存在残余自干扰的情况,首先推导出系统平均保密和速率的闭合表达式,进一步给出其下界.在此基础上,以最大化系统该下界为目标,对两节点的信息信号与人工噪声的功率分配因子、信息信号的功率分配矩阵进行联合优化.采用迭代的方法进行优化,每轮迭代中,先固定前者,优化后者,再固定后者,优化前者.使用DC（Difference of Concave/Convex,DC）规划优化信息信号功率分配矩阵,使用遗传算法优化信息信号与人工噪声的功率分配因子.对所提方案进行了仿真验证,证明理论推导正确,优化算法能有效地提高系统的平均保密和速率.     

自干扰幅度及相位误差对全双工系统的影响

在加性白高斯噪声无线传播信道和自干扰信道中,分析了自干扰射频抵消幅度及载波相位估计误差对二进制相位调制同时同频全双工系统误码率的影响.分析结果表明:相同信干比条件下,误码率随幅度估计相对误差、载波相位估计数值误差的绝对值减小而减小;当载波频率为1.9 GHz、信干比为-120 dB、误码率为10-2,自干扰载波相位估计数值误差为10-5度时,同时同频全双工系统损失发射功率0.2 dB.     

数字通信系统关键技术设计

介绍了一种数字通信系统的设计思想及其关键技术的实现方法。该系统分为有线通信系统和无线通信系统2个子系统,并将无线通信和有线通信有机地结合在一起,融合为一套有线、无线共存互通的综合通信系统。对系统的各个关键技术做了详细介绍,拼弃了以往设计采用套片的设计思路,关键技术在FPGA内部自主设计。有线部分采用PCM编解码,无线部分采用AMBE话音压缩和RS纠错处理。该系统设计稳定、话音清晰,便于生产和使用。     

ISDN发展初期的应用实践：4300M交换机的功能及组网方法

简介ＡＬＣＡＴＥＬ公司开发的计算机化的程控制交换机和配套的数字电话机在旅馆管理上的应用和在用户环路上实现“全双工数字传输的物理特征。是ＩＳＤＮ发展初期阶段“投资少见效快”的应用途径。     

基于PSP及Kalman滤波的PCMA信号盲分离算法

提出了一种成对载波多址系统中信息序列和信道联合估计的算法。该算法在不具备任一协作通信方发送的信息序列的先验知识前提下从混合信号中解调出两路信息序列。该算法结合了逐幸存路径处理法无延迟的信道参数估计特性和Kalman滤波良好的估计性能。仿真实验表明,该算法具有良好的信道捕获与跟踪能力,且实现较好的符号序列估计性能。     

基于辅助符号的非线性自干扰抵消算法及其简化实现

同频同时全双工是第5代(5G)通信关键技术之一,数字自干扰抵消算法是其重要研究方向。针对非线性数字自干扰抵消算法中,失真系数估计受到自干扰信道估计误差的影响这一问题,该文提出一种基于辅助符号的非线性自干扰抵消算法,通过对辅助符号做自干扰抵消,将信道估计符号的失真误差映射到其抵消结果中并提取出来,从中估计失真系数。接着针对算法开销问题提出一种简化实现方案。仿真结果显示,接收自干扰信号为-5 dBm时,算法可将自干扰非线性失真分量抵消至约-100 dBm,且性能随接收自干扰功率降低而提高。