单信道全双工中继系统中的自干扰消除方案研究.pdf

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4、fEngineeringByZhouChengjieSupervisor:Prof.HuangXuejunMarch2015摘要随着无线通信网络高速化、宽带化、泛在化和异构融合化的发展趋势，无线频谱资源稀缺的问题日益突出。传统的半双工中继（HDR，Half-duplexRelay）系统由于频谱效率低而逐渐无法满足无线通信的需求。作为5G的关键技术，全双工中继（FDR，Full-duplexrelay）技术凭借其频率复用特点而备受业界关注。FDR能够提供高性价比的覆盖范围并提升吞吐量。但其同时同频收发信号的特性，使得严重的环路自干扰成为

5、制约其发展的主要因素。针对FDR系统自干扰消除（SIC，Self-interferenceCancellation）这个核心问题，本文主要采用空域方法消除全双工MIMO中继自干扰，降低误码率，提高系统容量。具体包括：（1）以全双工MIMO中继系统为基本模型，基于零空间投影法（Null-spaceProjection），对信道矩阵进行奇异值分解（SVD，SingularValueDecomposition），通过三种方法构造中继编译码矩阵，消除自干扰。仿真表明，上述方案能够有效消除自干扰，降低误码率，提高系统容量。（2）基于零空间投影法

6、，以系统容量为目标函数，以中继节点发射功率、自干扰完全消除为约束条件，建立最优化模型。通过基于SVD的改进方案、编译码器联合设计方案分别获得最优系统容量，并设计源、中继、目的节点处的编译码矩阵。仿真表明，相比已有的空域方案，改进的方案在信号传输的可靠性和系统容量方面均有较大的提升。（3）将FDR与双向通信相结合，建立双向全双工中继系统模型。基于零空间投影法设计中继节点的编译码器，消除中继自干扰，并采用时域方法消除源节点接收端的自干扰。仿真表明，采用空域方法仍能够有效消除双向FDR系统自干扰，提升系统性能。关键词:全双工中继，自干扰消除

7、，零空间投影，奇异值分解，最优化模型IAbstractWiththedevelopmenttrendofhigh-speed,wideband,ubiquityandheterogeneityofwirelesscommunicationnetwork,thesituationofthescarceradiospectrumresourcesbecomesincreasinglyprominent.ThetraditionalHDR(half-duplexrelay)systemswithlowspectralefficiencyar

8、egraduallyunabletokeepupwiththedemandforwirelesscommunication.Asoneofthekeytechnologiesof5G,FDR(full-duplexrel