基于分段反变换的无线全双工多径自干扰信号抵消方法
发布时间：2021-08-28 11:45
针对无线带内全双工系统存在的多径自干扰信号,若采用模拟域多抽头抵消电路,需要复杂的电路结构和控制算法。本文提出一种数字域协助的多径自干扰抵消方法,根据瑞利分布模型,利用分段反变换法（SITM）直接产生数字抵消参数,再反馈到模拟域进行抵消。本方法无需在数字域建立复杂的信道模型,电路结构得到精简。仿真结果表明,在信号传播路径数为20的情况下,本文方案相比于已有方案有5 dB的性能增益,且不随路径数的增大而明显减小。
【文章来源】：信号处理. 2020,36(02)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图２自干扰信号与抵滇信号比较（?ＩＴＭ）??Ｆｉｇ．?２?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＳＩ?ｓｉｇｎａｌ?ａｎｄ?ｔｈｅ??ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ?ｓｉｇｎａｌ?ｇｅｎｅｒａｔｅｄ?ｂｙ?ＩＴＭ??
１９２??信号处理??第３６卷??Ｆｉｇ．??ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ?ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ?ａｎｄ?ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ?ｒａｔｉｏ??图４（ａ）、（?ｈ）分别最两种方案抵消性能以及接??收信干比随最大多會勒频率变化曲线，仿真多径数??最大多普勒频率??（ａ）抵消能力??最大多普勒频率人，／Ｈｚ??（ｂ）信千比??最大多普勒频＾移，对抵清性能和信午比屬响??Ｉｍｐａｃｔ?ｏｆ?ｔｈｓ?Ｈｉａｉｉｉａｉｉｍ?Ｄｏｐｐｌｆｔｒ?ｆｒｆｉｑｕｊｇｉＫｊｙ?ｏｎ??高，能更好地反映实际僖号的衰落特性，??ＳＩＴＭ产生的抵消信号更巷近于实际自干扰信??号，主要原雕，逋过设置幅度阈值得到的ＬＣＴＳ与??信号衰落频率有关，此外，根据时间分段估计＿？??功率，可以：更好地确定衰落所处的时间范直。这些??措施能更好地捕获庳自干扰信号泰落特性的细节＆??因此，相比宁用ＩＴＭ直接根琚整段債号的平均功率??来产生估计信等，甩ＳＩＴＭ产生的估计信号与实际??？養号更加接近。??４数值仿真与分析??为验怔本文所提抵消方？ｉ——ＳＩＴＭ的有敫性，??本节进行无线多径信道场量下／全双工系统自干扰??抵消的数慎仿真实龜仿真．中采角前多轻修道模??塵为文献［１８］中的椭圆模型，该模＿可以通过改变??空间反射体数量（即为多径数）和移动合运动速度??Ｃ修响最大多普勒频移？）来改变信遣条袢．９本节研??究不同信道条件和不同参数设寶对ＳＩＴＭ抵消性能??的影响；同时，在本文仿真条件下，：也对文献１１２］方??案的抵消能力进行计算，并与Ｓ１ＴＭ比较。值幕一??提的是，尽管文献？［?１３１中第二阶段的抵消方法也能??
ＩＴＭ抵涫性能与文献［１２?］基本相同０??此外，图（ｂ）所示的接收ｆｆ千比的变化趋势与抵猜??能力的变化：一敦．．．，当时间＿值：＿：最太多眷猶频率都??２０??０．００５?０．０１?０．０１５?０．０２?０．０２５?０．０３??时间阈值／ｓ??（ａ）抵消能力??ｉｎｇ．?５?Ｉｍｐａｃｔ?ｏｉ?ｔｈｅ?ｎｕｍｂｅｒ?ｏｉ?ｍｕｌｔｉｐｌｅ?ｐａｔｈｓ?ｏｎ??ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ?ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ?ａｎｄ?ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ?ｒａｔｉｏ??图５（?９）、（ｂ）分别是抵消性能以及接收信干比??随多径数变化曲线，最大多普勒频率为１〇〇?ＨＺｓ从??图（ａ）中可以看出，文献Ｉ?ｎ?］抵消性能随多径数增加??而下降。，而对于ＳＩＴＭ，齊时间阈值小于Ｉ５腿时，其??性能基本不受多径数影响；当时间阈值为１５?＿时，??其抵消性能不稳定。．总体来看、ＳＩＴＭ抵消性能优于??文献［丨２］，当时间＿值为５?ｍＳ时，抵消结皋高出??０．００５?０．０１?０．０１５?０．０２?０．０２５?０．０３??时间阈值／ｓ??（ｂ）信千比??图６时间阈值对抵梢性能和信干比影晌??Ｆｉｇ．?６?Ｉｍｐａｃｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｉｍｅ?ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ?ｏｎ?ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ??ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ?ａｎｄ?ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ?ｒａｔｉｏ??为２０。观察图（ａ）可知，随着最大多普勒频率（／ｍ）??增大，ＳＩＴＭ抵消性能有明显下降；文献［１２?］抵消性??能受最大多普勒频率影响较小，但始终低于ＳＩＴＭ。??此外，当时间阈值较小时，本文方案优势更明显，自??干扰抵消性能最多
【参考文献】：
期刊论文
[1]全双工射频自干扰改进时变步长NLMS对消算法[J]. 邹亚州,向新,张婧怡. 信号处理. 2017(10)
本文编号：3368453
【文章来源】：信号处理. 2020,36(02)北大核心CSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
图２自干扰信号与抵滇信号比较（?ＩＴＭ）??Ｆｉｇ．?２?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＳＩ?ｓｉｇｎａｌ?ａｎｄ?ｔｈｅ??ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ?ｓｉｇｎａｌ?ｇｅｎｅｒａｔｅｄ?ｂｙ?ＩＴＭ??
１９２??信号处理??第３６卷??Ｆｉｇ．??ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ?ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ?ａｎｄ?ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ?ｒａｔｉｏ??图４（ａ）、（?ｈ）分别最两种方案抵消性能以及接??收信干比随最大多會勒频率变化曲线，仿真多径数??最大多普勒频率??（ａ）抵消能力??最大多普勒频率人，／Ｈｚ??（ｂ）信千比??最大多普勒频＾移，对抵清性能和信午比屬响??Ｉｍｐａｃｔ?ｏｆ?ｔｈｓ?Ｈｉａｉｉｉａｉｉｍ?Ｄｏｐｐｌｆｔｒ?ｆｒｆｉｑｕｊｇｉＫｊｙ?ｏｎ??高，能更好地反映实际僖号的衰落特性，??ＳＩＴＭ产生的抵消信号更巷近于实际自干扰信??号，主要原雕，逋过设置幅度阈值得到的ＬＣＴＳ与??信号衰落频率有关，此外，根据时间分段估计＿？??功率，可以：更好地确定衰落所处的时间范直。这些??措施能更好地捕获庳自干扰信号泰落特性的细节＆??因此，相比宁用ＩＴＭ直接根琚整段債号的平均功率??来产生估计信等，甩ＳＩＴＭ产生的估计信号与实际??？養号更加接近。??４数值仿真与分析??为验怔本文所提抵消方？ｉ——ＳＩＴＭ的有敫性，??本节进行无线多径信道场量下／全双工系统自干扰??抵消的数慎仿真实龜仿真．中采角前多轻修道模??塵为文献［１８］中的椭圆模型，该模＿可以通过改变??空间反射体数量（即为多径数）和移动合运动速度??Ｃ修响最大多普勒频移？）来改变信遣条袢．９本节研??究不同信道条件和不同参数设寶对ＳＩＴＭ抵消性能??的影响；同时，在本文仿真条件下，：也对文献１１２］方??案的抵消能力进行计算，并与Ｓ１ＴＭ比较。值幕一??提的是，尽管文献？［?１３１中第二阶段的抵消方法也能??
ＩＴＭ抵涫性能与文献［１２?］基本相同０??此外，图（ｂ）所示的接收ｆｆ千比的变化趋势与抵猜??能力的变化：一敦．．．，当时间＿值：＿：最太多眷猶频率都??２０??０．００５?０．０１?０．０１５?０．０２?０．０２５?０．０３??时间阈值／ｓ??（ａ）抵消能力??ｉｎｇ．?５?Ｉｍｐａｃｔ?ｏｉ?ｔｈｅ?ｎｕｍｂｅｒ?ｏｉ?ｍｕｌｔｉｐｌｅ?ｐａｔｈｓ?ｏｎ??ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ?ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ?ａｎｄ?ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ?ｒａｔｉｏ??图５（?９）、（ｂ）分别是抵消性能以及接收信干比??随多径数变化曲线，最大多普勒频率为１〇〇?ＨＺｓ从??图（ａ）中可以看出，文献Ｉ?ｎ?］抵消性能随多径数增加??而下降。，而对于ＳＩＴＭ，齊时间阈值小于Ｉ５腿时，其??性能基本不受多径数影响；当时间阈值为１５?＿时，??其抵消性能不稳定。．总体来看、ＳＩＴＭ抵消性能优于??文献［丨２］，当时间＿值为５?ｍＳ时，抵消结皋高出??０．００５?０．０１?０．０１５?０．０２?０．０２５?０．０３??时间阈值／ｓ??（ｂ）信千比??图６时间阈值对抵梢性能和信干比影晌??Ｆｉｇ．?６?Ｉｍｐａｃｔ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｔｉｍｅ?ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ?ｏｎ?ｃａｎｃｅｌｌａｔｉｏｎ??ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ?ａｎｄ?ｓｉｇｎａｌ－ｔｏ－ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ?ｒａｔｉｏ??为２０。观察图（ａ）可知，随着最大多普勒频率（／ｍ）??增大，ＳＩＴＭ抵消性能有明显下降；文献［１２?］抵消性??能受最大多普勒频率影响较小，但始终低于ＳＩＴＭ。??此外，当时间阈值较小时，本文方案优势更明显，自??干扰抵消性能最多
【参考文献】：
期刊论文
[1]全双工射频自干扰改进时变步长NLMS对消算法[J]. 邹亚州,向新,张婧怡. 信号处理. 2017(10)
本文编号：3368453
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