全双工放大转发中继系统自干扰消除方案研究

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1、单位代码；１０２９３密级：公开考皮《僅巧？女讼乂Ｕ论文题目：全双工放大转发中瓣系统自干扰消除方案研究学号１２１３０１２１１３—姓名周明导师黄学军专业学位类别工掉爾±类型全日制专业（领域）由子与捕信工持论文提交日期２０］６年２月？、＇ｉ？．．■－Ｊ；‘＇ｖ＇、ｖ＇－满－；粒：挺一一＇－叫巧？Ｉ南京邮电大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研巧工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加标注和致谢的地

2、方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意与我。一本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的法律责任。．研巧生签名；日期；誦１０句集气南京邮电大学学位论文使用授权声明本人授权南京邮电大学可ｔｉｌ保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子文档；可；允许论文被查阅和借阅抖将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；可ｔｘ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子

3、文档的内容和纸质论文一的内容相致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研巧生院办理。涉密学位论文在解密后适用本授权书。苗研巧生签名：韵导师签名：日期：班把．Ｄ少Ｉ．StudiesofSelf-interferenceCancellationinFull-duplexAmplifyandForwardSystemThesisSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofMasterofEngineeringByMingZhouSupervisor:Prof.Xuej

4、unHuangFebruary2016摘要未来通信中频谱永远是最稀缺的资源，如何提高现有频谱资源的利用率是通信技术发展必须研究的关键问题。传统的半双工中继（HDR，Half-duplexRelay）系统由于其传送信号在两个不同的时隙，因而其频谱效率低无法满足未来通信的需求。作为下一代移动通信的关键技术，全双工中继（FDR，Full-duplexrelay）系统凭借其频率复用特点而受到广泛关注，然而FDR并没有得到应用因为其同时同频收发信号的特性会产生严重的环路自干扰信号。针对FDR系统自干扰消除（SIC，Self-interferenceCancellation）这一核心问题，本

5、文主要在模拟域和数字域采取措施消除FDR自干扰，以降低自干扰信号功率，提高系统容量。具体包括：（1）以SISO全双工中继系统为基本模型，分析比较不同自干扰消除能力的全双工放大转发（FD-AF，Full-DuplexAmplify-and-Forward）中继系统与HDR系统的性能。仿真结果表明，自干扰消除能力越强，FD-AF中继系统比HDR系统的性能优势更加明显。（2）基于MIMO全双工中继系统模型，以信道容量为目标函数，以发射功率和信噪比为约束条件，通过构建、求解两个优化问题来得到全双工中继吞吐量最大化的最优中继变换矩阵以抵消自干扰信号的影响，仿真结果表明在相同平均传输功率和信

6、噪比条件下，在最优中继变换矩阵条件下的全双工中继系统相对于半双工中继系统性能优势明显。（3）将模拟域和数字域自干扰消除功能相结合，建立具有多发射单接收天线的FD-AF中继系统模型。以源端到目的端的频谱效率为目标函数，以中继平均传输功率为约束条件，建立最优化模型，通过在一个封闭的算法表达式计算出如何分配传输功率，从而最大化提高系统吞吐量和消除中继系统的自干扰。仿真结果表明，即使考虑到中继接收端射频链路的硬件限制，最优FD-AF的性能也显著优于半双工放大转发中继器（HD-AF，Half-DuplexAmplify-and-Forward）。关键词:全双工放大转发中继，自干扰消除，残余

7、自干扰消除，最优化模型IAbstractSpectrumisalwaysthemostscarceresourceinthefuturecommunication,howtoimprovetheutilizationoftheexistingspectrumresourcesisacriticalproblemtostudythecommunicationtechnology.HDR(Half-duplexRelay)systemcannotmeettheneedsoffutur