本文關(guān)鍵詞：全雙工放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼系統(tǒng)自干擾消除方案研究　出處：《南京郵電大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：未來通信中頻譜永遠(yuǎn)是最稀缺的資源,如何提高現(xiàn)有頻譜資源的利用率是通信技術(shù)發(fā)展必須研究的關(guān)鍵問題。傳統(tǒng)的半雙工中繼(HDR,Half-duplex Relay)系統(tǒng)由于其傳送信號(hào)在兩個(gè)不同的時(shí)隙,因而其頻譜效率低無法滿足未來通信的需求。作為下一代移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù),全雙工中繼(FDR,Full-duplex relay)系統(tǒng)憑借其頻率復(fù)用特點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注,然而FDR并沒有得到應(yīng)用因?yàn)槠渫瑫r(shí)同頻收發(fā)信號(hào)的特性會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)路自干擾信號(hào)。針對(duì)FDR系統(tǒng)自干擾消除(SIC,Self-interference Cancellation)這一核心問題,本文主要在模擬域和數(shù)字域采取措施消除FDR自干擾,以降低自干擾信號(hào)功率,提高系統(tǒng)容量。具體包括:(1)以SISO全雙工中繼系統(tǒng)為基本模型,分析比較不同自干擾消除能力的全雙工放大轉(zhuǎn)發(fā)(FD-AF,Full-Duplex Amplify-and-Forward)中繼系統(tǒng)與HDR系統(tǒng)的性能。仿真結(jié)果表明,自干擾消除能力越強(qiáng),FD-AF中繼系統(tǒng)比HDR系統(tǒng)的性能優(yōu)勢更加明顯。(2)基于MIMO全雙工中繼系統(tǒng)模型,以信道容量為目標(biāo)函數(shù),以發(fā)射功率和信噪比為約束條件,通過構(gòu)建、求解兩個(gè)優(yōu)化問題來得到全雙工中繼吞吐量最大化的最優(yōu)中繼變換矩陣以抵消自干擾信號(hào)的影響,仿真結(jié)果表明在相同平均傳輸功率和信噪比條件下,在最優(yōu)中繼變換矩陣條件下的全雙工中繼系統(tǒng)相對(duì)于半雙工中繼系統(tǒng)性能優(yōu)勢明顯。(3)將模擬域和數(shù)字域自干擾消除功能相結(jié)合,建立具有多發(fā)射單接收天線的FD-AF中繼系統(tǒng)模型。以源端到目的端的頻譜效率為目標(biāo)函數(shù),以中繼平均傳輸功率為約束條件,建立最優(yōu)化模型,通過在一個(gè)封閉的算法表達(dá)式計(jì)算出如何分配傳輸功率,從而最大化提高系統(tǒng)吞吐量和消除中繼系統(tǒng)的自干擾。仿真結(jié)果表明,即使考慮到中繼接收端射頻鏈路的硬件限制,最優(yōu)FD-AF的性能也顯著優(yōu)于半雙工放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼器(HD-AF,Half-Duplex Amplify-and-Forward)。
[Abstract]:The spectrum will always be the scarcest resource in the future communication. How to improve the efficiency of the existing spectrum resources is the key problem that must be studied in the development of communication technology. Traditional half-duplex relay HDR. The Half-duplex Relay) system transmits signals in two different time slots. Therefore, its low spectrum efficiency can not meet the needs of future communications. As the key technology of the next generation mobile communication, full-duplex relay FDR. Full-duplex relay-based systems have attracted wide attention due to their characteristics of frequency reuse. However, FDR has not been applied because of its simultaneous characteristics of the same frequency transceiver signal will produce a serious loop self-interference signal. For FDR system self-interference cancellation / sic. In this paper, we mainly take measures to eliminate FDR self-interference in analog domain and digital domain. In order to reduce the power of the self-interference signal and improve the system capacity, including 1: 1) the SISO full-duplex relay system is taken as the basic model. The FD-AF of full-duplex amplification and forwarding with different self-interference cancellation capability is analyzed and compared. The performance of Full-Duplex Amplify-and-Forward-based relay system and HDR system. The simulation results show that the stronger the self-interference cancellation ability is. The performance advantage of FD-AF relay system is more obvious than that of HDR system. (2) based on the MIMO full-duplex relay system model, the channel capacity is taken as the objective function, and the transmit power and signal-to-noise ratio (SNR) are taken as the constraint conditions. By constructing and solving two optimization problems, the optimal relay transformation matrix for maximizing the throughput of full-duplex relay is obtained to counteract the influence of self-interference signal. The simulation results show that under the same average transmission power and signal-to-noise ratio conditions. The full-duplex relay system under the optimal relay transformation matrix has obvious performance advantages over the half-duplex relay system, which combines the analog domain with the digital domain self-interference cancellation function. The FD-AF relay system model with multiple transmit single receiving antennas is established. The optimal model is established with the spectral efficiency from the source to the destination as the objective function and the average transmission power of the relay as the constraint condition. Through a closed algorithm expression, how to allocate transmission power is calculated to maximize system throughput and eliminate self-interference of relay system. The simulation results show that. Even considering the hardware constraints of the RF link at the receiving end of the relay, the performance of the optimal FD-AF is significantly better than that of the half-duplex amplifier repeater (HD-AF). Half-Duplex Amplify-and-Forward.
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN92

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