全雙工射頻自干擾抑制快速搜索算法研究與實(shí)現(xiàn)
本文選題:全雙工 + 射頻自干擾抑制 ; 參考:《電子科技大學(xué)》2014年碩士論文
【摘要】:現(xiàn)有無線通信技術(shù)為了達(dá)到雙向通信的目的,一般使用TDD或者FDD來正交劃分時(shí)頻資源,是一種半雙工系統(tǒng)。全雙工系統(tǒng)的目標(biāo)是無線設(shè)備能夠同一時(shí)間、同一頻點(diǎn)進(jìn)行通信,使無線通信的頻譜利用率提高一倍,然而它的主要阻礙是,來自本節(jié)點(diǎn)的發(fā)送信號(hào)會(huì)干擾遠(yuǎn)端傳送過來的有用信號(hào)。在全雙工模式下,目前已有的抑制自干擾信號(hào)技術(shù)主要包括天線自干擾抑制、射頻自干擾抑制和數(shù)字自干擾抑制三種。針對(duì)射頻自干擾抑制,論文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于快速搜索算法的技術(shù)方案,重點(diǎn)討論了梯度預(yù)測(cè)的理論依據(jù)和優(yōu)化策略,并利用C語(yǔ)言編程實(shí)現(xiàn)了方案的關(guān)鍵技術(shù)。在全雙工演示樣機(jī)上對(duì)方案的指標(biāo)需求進(jìn)行了測(cè)試驗(yàn)證,給出了分析結(jié)果。首先,研究了現(xiàn)有的全雙工自干擾抑制理論和技術(shù)手段,尤其是對(duì)射頻自干擾抑制算法進(jìn)行了詳細(xì)討論,為本課題的研究提供參考和設(shè)計(jì)思路。根據(jù)方案性能指標(biāo),提出了使用工程測(cè)量的方式實(shí)現(xiàn)梯度下降的方案,并利用二次回歸模型實(shí)現(xiàn)了二維坐標(biāo)點(diǎn)的預(yù)測(cè),給出了完整詳細(xì)的優(yōu)化方案。其次,根據(jù)硬件結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了射頻自干擾抑制快速搜索算法的關(guān)鍵模塊。從模塊間的接口信息和模塊內(nèi)的處理流程等方面,給出方案C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)設(shè)計(jì)。再次,在詳細(xì)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了方案軟仿真。利用ZC序列數(shù)據(jù),針對(duì)不同場(chǎng)景進(jìn)行了搜索測(cè)試,對(duì)搜索路徑、梯度區(qū)域、預(yù)測(cè)步長(zhǎng)和信噪比等參數(shù)分別進(jìn)行了測(cè)試,通過軟仿真給出了實(shí)現(xiàn)過程中各參數(shù)取值規(guī)律的參考性結(jié)論。最后,工程驗(yàn)證了射頻自干擾抑制快速搜索算法方案。利用全雙工無線通信樣機(jī),在不同自干擾信號(hào)功率情況下對(duì)抑制性能進(jìn)行了測(cè)試,驗(yàn)證了本方案性能。在自干擾信號(hào)為?10dBm時(shí),能夠達(dá)到48dB的抑制度,平均收斂時(shí)間小于60s,滿足設(shè)計(jì)需求。本文提出了一種基于梯度預(yù)測(cè)的射頻自干擾抑制方案,研究成果已經(jīng)得到工程驗(yàn)證。該方法為以后的射頻自干擾抑制算法設(shè)計(jì)提供了理論和實(shí)現(xiàn)依據(jù),有助于推動(dòng)全雙工通信模式的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。
[Abstract]:In order to achieve the purpose of two-way communication, the existing wireless communication technologies generally use TDD or FDD to divide time-frequency resources quadrature, which is a half-duplex system. The goal of a full-duplex system is that wireless devices can communicate at the same time and at the same frequency point, doubling the spectrum efficiency of wireless communications. The transmitted signal from this node interferes with useful signals transmitted from the far end. In full-duplex mode, the existing technologies of suppressing self-interference mainly include antenna self-interference suppression, RF self-interference suppression and digital self-interference suppression. Aiming at RF self-interference suppression, this paper designs and implements the technical scheme based on fast search algorithm, discusses the theoretical basis and optimization strategy of gradient prediction, and realizes the key technology of the scheme by using C language programming. The index requirements of the scheme are tested and verified on the full duplex demo prototype, and the analysis results are given. First of all, the existing full-duplex self-interference suppression theory and technical means are studied, especially the RF self-interference suppression algorithm is discussed in detail, which provides a reference and design ideas for the research of this topic. According to the performance index of the scheme, the scheme of gradient descent by engineering measurement is put forward, and the prediction of two-dimensional coordinate point is realized by using quadratic regression model, and a complete and detailed optimization scheme is given. Secondly, according to the hardware structure, the key module of RF self-interference suppression fast search algorithm is realized. From the interface information between modules and the processing flow in the module, the detailed design of C language implementation is given. Thirdly, based on the detailed design, the soft simulation of the scheme is carried out. Using the ZC sequence data, the search test is carried out for different scenes, and the parameters such as search path, gradient region, prediction step size and signal-to-noise ratio are tested respectively. Through the soft simulation, the paper gives the reference conclusion of the rule of each parameter value in the process of realization. Finally, the project verifies the fast search algorithm of RF self-interference suppression. The performance of the proposed scheme is tested under different self-interference signal power using a full-duplex wireless communication prototype. When the self-interference signal is 10 dBm, the suppression degree of 48dB can be achieved, and the average convergence time is less than 60 s, which meets the design requirements. In this paper, a scheme of RF self interference suppression based on gradient prediction is proposed, and the research results have been verified by engineering. This method provides a theoretical and practical basis for the future design of RF self-interference suppression algorithm, and helps to promote the further development and application of full-duplex communication mode.
【學(xué)位授予單位】:電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號(hào)】:TN911.4
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,本文編號(hào):1975252
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