全双工射频多径自干扰抑制算法研究与实现

发布时间：2017-05-29 01:01

  本文关键词：全双工射频多径自干扰抑制算法研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线通信技术的不断发展,在半双工技术的基础上出现了全双工技术,它的目标是使无线设备能够实现同时同频通信,从而提高无线通信的频谱利用率及传输速率,而影响它的主要因素是远端传送过来的有用信号会受到本地发送信号的干扰。目前已有的自干扰信号抑制技术主要包括四个方面:无线资源管理、空间干扰抑制、数字干扰抑制和射频干扰抑制。本文针对射频多径自干扰信号抑制,研究了基于梯度下降、随机逼近和局部搜索的三种多维最优化算法,并对射频多径自干扰抑制进行了极限性能和影响因素仿真,然后在应用层通过软件编程实现算法,最后在全双工设备上对算法进行实测验证,给出了测试结果分析及对比。首先,研究了已有的自干扰抑制技术,并对一种射频多径自干扰抑制算法进行了详细探讨。在此基础上,给出梯度下降、局部搜索和随机逼近算法的基本原理,并针对全双工射频多径自干扰抑制场景,提出了相应的解决方案。其次,利用仿真软件,搭建全双工射频多径自干扰抑制仿真环境,并利用自适应滤波器对射频多径自干扰抑制的极限性能进行了仿真;再通过改变单个变量,固定其他变量的方式,研究影响射频多径自干扰抑制性能的主要因素。再次,在搭建好系统硬件和软件环境的基础上,在应用层通过编程软件编写控制程序,分别实现了基于梯度下降、局部搜索和随机逼近的三种多维最优化算法。重点给出了算法的实现流程和实现过程中的关键点。最后,通过实测验证三种多维最优化算法性能。在全双工无线通信设备上,测试不同自干扰信号发射功率情况下算法的射频多径自干扰抑制能力,得出三种算法均能够达到43dB左右的自干扰抑制能力,区别在于算法的平均收敛时间。其中,随机逼近算法收敛速度最快。本文提出了基于三种多维最优化算法的射频多径自干扰抑制方案,研究成果已经通过实测验证。为以后的射频多径自干扰抑制技术研究提供了理论和实现依据,有助于推动全双工通信模式的进一步发展。
【关键词】：全双工 多径 射频 自干扰 抑制算法
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN92
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-14
• 缩略词表14-15
• 主要数学符号表15-16
• 第一章 绪论16-19
• 1.1 研究背景及意义16-17
• 1.2 本文主要贡献17
• 1.3 研究内容与安排17-19
• 第二章 全双工射频多径自干扰抑制技术研究现状19-28
• 2.1 自干扰抑制研究现状19-24
• 2.1.1 无线资源管理19-20
• 2.1.2 空间自干扰抑制20-21
• 2.1.3 数字自干扰抑制21-22
• 2.1.4 射频自干扰抑制22-24
• 2.2 全双工射频多径自干扰抑制算法研究现状24-27
• 2.3 小结27-28
• 第三章 全双工射频多径自干扰抑制算法28-39
• 3.1 梯度下降算法28-32
• 3.1.1 算法原理28-29
• 3.1.2 基于梯度下降的二维最优化算法29-31
• 3.1.3 基于梯度下降的多维最优化算法31-32
• 3.2 局部搜索算法32-34
• 3.2.1 算法原理32
• 3.2.2 基于局部搜索的多维最优化算法32-34
• 3.3 随机逼近算法34-38
• 3.3.1 算法原理34-36
• 3.3.2 基于随机逼近的多维最优化算法36-37
• 3.3.3 算法改进37-38
• 3.4 小结38-39
• 第四章 全双工射频多径自干扰抑制性能分析及仿真验证39-63
• 4.1 性能分析39-45
• 4.1.1 系统总体结构39-41
• 4.1.2 性能理论分析41-45
• 4.2 极限性能仿真45-58
• 4.2.1 仿真方案及参数45-51
• 4.2.2 仿真结果及分析51-58
• 4.3 影响因素仿真58-62
• 4.4 小结62-63
• 第五章 全双工射频多径自干扰抑制算法实现63-74
• 5.1 系统环境搭建63-66
• 5.1.1 系统总体架构63-65
• 5.1.2 软件环境搭建65-66
• 5.2 多维梯度下降算法实现66-68
• 5.2.1 算法流程66-67
• 5.2.2 算法实现67-68
• 5.3 多维局部搜索算法实现68-69
• 5.3.1 算法流程68-69
• 5.3.2 算法实现69
• 5.4 多维随机逼近算法实现69-73
• 5.4.1 算法流程69-70
• 5.4.2 算法实现70-73
• 5.5 小结73-74
• 第六章 全双工射频多径自干扰抑制算法性能实测验证74-91
• 6.1 测试项概述74
• 6.2 静态环境下自干扰抑制能力测试74-83
• 6.2.1 测试说明74-75
• 6.2.2 测试场景及测试参数75-76
• 6.2.3 测试步骤76
• 6.2.4 测试结果与分析76-83
• 6.3 自干扰信道变化下的自干扰抑制能力测试83-86
• 6.3.1 测试说明83
• 6.3.2 测试场景及测试参数83-85
• 6.3.3 测试步骤85
• 6.3.4 测试结果与分析85-86
• 6.4 设备缓慢移动下自干扰抑制能力测试86-90
• 6.4.1 测试说明86-87
• 6.4.2 测试场景及测试参数87-88
• 6.4.3 测试步骤88
• 6.4.4 测试结果与分析88-90
• 6.5 小结90-91
• 第七章 结束语91-92
• 7.1 本文贡献91
• 7.2 下一步工作的建议91-92
• 致谢92-93
• 参考文献93-95
• 个人简历95-96
• 攻读硕士学位期间的研究成果96-97
• 学位论文评审后修改说明表97-98
• 学位论文答辩后勘误修订说明表98-99
• 答辩问题记录99-100

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 刘刚,王越,戴桂梅,马澄波;一种抑制同频干扰的新技术[J];广播与电视技术;1997年10期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 哀微;基于随机逼近的数据驱动控制方法研究[D];华南理工大学;2011年

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本文编号：403788