基于單天線(xiàn)架構(gòu)自適應(yīng)干擾消除技術(shù)的全雙工通信系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)
本文關(guān)鍵詞:基于單天線(xiàn)架構(gòu)自適應(yīng)干擾消除技術(shù)的全雙工通信系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn),由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展,頻譜資源日益緊張,如何提高頻譜利用率是無(wú)線(xiàn)通信面臨的問(wèn)題之一。目前商用的雙工模式分為時(shí)分雙工(TDD)和頻分雙工(FDD),近年來(lái),無(wú)線(xiàn)通信學(xué)術(shù)界開(kāi)拓了一個(gè)全新的研究方向,即同時(shí)同頻全雙工(Co-frequency Co-time Full Duplex)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。顧名思義,同時(shí)同頻全雙工就是在無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中,信號(hào)的接收和發(fā)射使用相同的時(shí)間和相同的頻率,同時(shí)接收和發(fā)射信號(hào)。從理論上講,同時(shí)同頻全雙工系統(tǒng)相較于頻分雙工系統(tǒng)減小了一半的帶寬,相較于時(shí)分雙系統(tǒng)增加了一倍的信道容量,但是由于收發(fā)同時(shí)同頻進(jìn)行,其接收機(jī)本身會(huì)接收到發(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào),此干擾信號(hào)一般遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)端的有用信號(hào),這樣有用信號(hào)會(huì)淹沒(méi)在自干擾信號(hào)中,使其不能解調(diào),因此實(shí)現(xiàn)全雙工通信的核心在于自干擾信號(hào)的消除。 本文主要的研究?jī)?nèi)容為同時(shí)同頻全雙工通信系統(tǒng),主要包括:(1)詳細(xì)介紹近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的自干擾消除架構(gòu),并對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)缺點(diǎn)分析。(2)在國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上提出了單天線(xiàn)耦合線(xiàn)耦合器消除架構(gòu)和自適應(yīng)相位抵消架構(gòu),在射頻模擬域?qū)崿F(xiàn)了對(duì)自干擾信號(hào)的兩級(jí)消除;同時(shí)對(duì)提出的自干擾消除架構(gòu)進(jìn)行了基于ADS的系統(tǒng)級(jí)消除效果仿真,并用硬件進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。(3)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一款基于全雙工通信系統(tǒng)的寬帶數(shù)字中頻收發(fā)信機(jī),包括收發(fā)機(jī)器件選型、仿真與PCB制板。(4)在實(shí)驗(yàn)室的多徑條件下,對(duì)射頻模擬自干擾消除架構(gòu)與全雙工通信收發(fā)信機(jī)進(jìn)行了硬件全雙工通信系統(tǒng)聯(lián)合測(cè)試,實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)的短距離通信,測(cè)試效果達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求。(5)在Matlab軟件中進(jìn)行了基于FIR濾波器的數(shù)字消除仿真,為以后的數(shù)字自干擾消除奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】:全雙工通信 射頻 自干擾消除 數(shù)字中頻
【學(xué)位授予單位】:北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:TN929.5
【目錄】:
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-7
- 目錄7-9
- 第一章 緒論9-13
- 1.1 研究背景9-10
- 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-11
- 1.3 本文工作內(nèi)容和章節(jié)安排11-13
- 第二章 全雙工通信系統(tǒng)自干擾消除架構(gòu)分析13-20
- 2.1 射頻模擬自干擾消除架構(gòu)介紹13-18
- 2.1.1 三天線(xiàn)隔離消除架構(gòu)13-14
- 2.1.2 雙天線(xiàn)射頻巴倫消除架構(gòu)14
- 2.1.3 單天線(xiàn)相位抵消消除架構(gòu)14-15
- 2.1.4 單天線(xiàn)平衡網(wǎng)絡(luò)消除架構(gòu)15-17
- 2.1.5 耦合器反射系數(shù)調(diào)節(jié)架構(gòu)17-18
- 2.2 射頻模擬自干擾消除架構(gòu)分析與總結(jié)18-19
- 2.3 本章小結(jié)19-20
- 第三章 全雙工自干擾消除架構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真20-34
- 3.1 全雙工通信系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案20-21
- 3.2 全雙工通信系統(tǒng)射頻模擬消除架構(gòu)設(shè)計(jì)21-23
- 3.2.1 耦合線(xiàn)耦合器單天線(xiàn)消除架構(gòu)設(shè)計(jì)21-22
- 3.2.2 寬帶相位自適應(yīng)抵消架構(gòu)設(shè)計(jì)22-23
- 3.3 基于ADS仿真環(huán)境的射頻模擬消除仿真與分析23-26
- 3.3.1 射頻模擬消除仿真平臺(tái)搭建23-24
- 3.3.2 仿真結(jié)果與分析24-26
- 3.4 射頻模擬消除架構(gòu)芯片選型與電路設(shè)計(jì)26-33
- 3.4.1 耦合線(xiàn)耦合器硬件電路實(shí)現(xiàn)26-27
- 3.4.2 寬帶相位自適應(yīng)抵消模塊芯片選型與電路設(shè)計(jì)27-33
- 3.5 本章小結(jié)33-34
- 第四章 應(yīng)用于全雙工通信的收發(fā)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真34-55
- 4.1 系統(tǒng)關(guān)鍵問(wèn)題分析34-36
- 4.2 收發(fā)機(jī)架構(gòu)設(shè)計(jì)與鏈路預(yù)算36-40
- 4.2.1 收發(fā)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)指標(biāo)分析與架構(gòu)設(shè)計(jì)36-38
- 4.2.2 收發(fā)機(jī)鏈路預(yù)算38-40
- 4.3 收發(fā)機(jī)器件選型與電路設(shè)計(jì)40-51
- 4.3.1 發(fā)射機(jī)器件選型與電路設(shè)計(jì)40-46
- 4.3.2 接收機(jī)器件選型與電路設(shè)計(jì)46-51
- 4.4 收發(fā)機(jī)系統(tǒng)性能仿真51-53
- 4.4.1 發(fā)射機(jī)系統(tǒng)性能仿真51-52
- 4.4.2 接收機(jī)系統(tǒng)性能仿真52-53
- 4.5 本章小結(jié)53-55
- 第五章 基于單天線(xiàn)緊耦合結(jié)構(gòu)的全雙工射頻收發(fā)系統(tǒng)硬件實(shí)現(xiàn)與性能測(cè)試55-70
- 5.1 全雙工通信系統(tǒng)PCB硬件實(shí)現(xiàn)55-59
- 5.1.1 全雙工通信系統(tǒng)PCB整體版圖設(shè)計(jì)55-56
- 5.1.2 PCB電磁兼容設(shè)計(jì)56-59
- 5.2 系統(tǒng)測(cè)試方案介紹59-60
- 5.2.1 全雙工點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介59
- 5.2.2 系統(tǒng)級(jí)測(cè)試平臺(tái)搭建59-60
- 5.3 射頻模擬自干擾消除測(cè)試60-62
- 5.3.1 射頻模擬消除架構(gòu)消除效果60-62
- 5.3.2 消除效果分析62
- 5.4 收發(fā)機(jī)系統(tǒng)性能測(cè)試62-66
- 5.4.1 發(fā)射機(jī)性能測(cè)試62-64
- 5.4.2 接收機(jī)性能測(cè)試64-65
- 5.4.3 鎖相環(huán)性能測(cè)試65-66
- 5.5 全雙工通信系統(tǒng)通信性能測(cè)試66-67
- 5.6 基于FIR濾波器的中頻數(shù)字采樣消除仿真67-69
- 5.7 本章小結(jié)69-70
- 第六章 論文總結(jié)與展望70-71
- 參考文獻(xiàn)71-74
- 致謝74
【共引文獻(xiàn)】
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