基于正则化的全双工通信系统非线性自干扰消除方法

针对多径信道和功率放大器非线性特性对同时同频全双工通信系统性能的影响问题, 提出一种基于正则化的联合自干扰消除方案。该方案能够消除线性和非线性自干扰信号, 并且可以缓解传统算法存在的数值不稳定特性。搭建仿真平台对所提方案进行仿真验证, 结果表明, 与传统线性消除和非线性消除方案相比, 该方案具有较高的消除性能增益。     

大规模MIMO网络中基于时间反演的预编码技术

针对大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)网络中随基站天线数目与用户终端数目增多而引发的用户间干扰(inter user interference,IUI)问题,提出一种面向大规模MIMO的时间反演(time reversal,TR)预编码抗干扰技术。该方法在MIMO系统中先后历经信道探测、多径信道建模、干扰信道分析以及信道预编码矩阵设计,实现时间反演预编码信号在多径信道中IUI抑制传输,一方面在时间反演技术基础上进行信道优化,利用时间反演技术的时空聚焦性实现能量聚焦;另一方面利用迫零预编码技术降低大规模MIMO系统中用户间干扰与共道干扰。MATLAB仿真结果验证了基站天线数目、用户端终端数目对于大规模MIMO系统性能的影响,结果证明,时间反演预编码抗干扰技术可以使平均误比特率减小,并显著提高信干噪比和大规模MIMO系统的可达速率。     

基于同频同时全双工自干扰消除的有线保密通信系统

针对目前有线全双工通信系统中保密通信技术尚未成熟,在保密性能存在局限性,以同频同时全双工(co-frequency co-time full duplex, CCFD)系统的自干扰(self-interference, SI)消除理论为基础,提出一种物理层绝对安全的有线保密通信系统设计方案,通过巧妙地在接收端向链路中释放同时同频大功率人造噪声的方式将目标信号隐藏起来,再利用接收机对噪声信号的已知性,借助CCFD系统的模拟域自干扰消除技术在接收机中实现高dB的SI消除,实现Wyner意义上的绝对安全的保密通信。依据香农理论分析了延迟时间差、窃听位置、传输线长度等因素对SI消除能力和系统安全容量的影响。结果表明：系统的安全容量始终大于零,达到绝对保密通信效果。     

全双工中继协作下认知MIMO系统的自干扰收集

针对传统基于能量收集的全双工认知多输入多输出(MIMO)系统忽略自干扰对提高能量利用率的作用问题,建立了基于全双工MIMO的认知中继网络,通过能量收集技术进行自干扰收集.研究了系统能量效率最大化问题,在满足中继发送功率限制等约束条件下,对传输信号协方差和功率划分因子进行联合优化.利用半定松弛算法将系统优化问题转化成凸优化问题,并结合注水功率算法分析得到最优解.仿真结果表明:与传统自干扰消除模式相比,所提方案在保证系统频谱效率的同时,系统能量效率还可提高13.9%;在自干扰收集模式下,与系统容量最大化方案相比,所提方案每传输1 bit信息可降低近0.1 J的功率消耗.     

基于广义空时干扰对齐的多用户MISO广播信道自由度分析

针对多用户MISO(multiple-input single-output)广播信道,提出一种广义空时干扰对齐方案。该方案利用非正交传输,在同一时隙将多用户的信号叠加发送,提高了频谱效率;利用当前和过期信道状态信息(channel state information, CSI)构造预编码矩阵,将不同时隙下的干扰信号对齐至同一维度,通过前后时隙的观测值消除用户间干扰,达到无干扰提取期望信号的目的。仿真结果表明,对于发射端配置M根天线的K用户MISO广播信道和干扰信道,系统自由度为KM/(1+M)。随着发射端天线数的增加,衰减因子M/(1+M)逼近1,可达自由度逼近外界K     

GGE单天线干扰消除中信道估计技术研究

分析了GGE下行链路和相应的单天线干扰消除技术,设计了LMS自适应信道估计的方法,以此提高线性滤波的性能和系统干扰抑制的能力.为应对多小区异步干扰,所研究的LMS自适应信道估计添加了自适应遍历方向判断算法,以便扩展信道估计的适用范围,提高异步多小区自适应信道估计的性能.     

认知MIMO中基于全双工的自我干扰回收研究

针对认知无线电环境中自干扰消除问题,采用在填充式认知无线电通信机制中,次用户收发机通过全双工技术对自身干扰进行能量捕获,并推导出在安全速率、能量收集和发送功率等约束条件下的安全能量效率.利用基于泰勒级数扩展法和拉格朗日对偶分解法的迭代算法,对功率划分因子和传输协方差矩阵进行联合优化,以得到最大化安全能量效率的最优解.仿真结果表明:基于安全能效最大化的方案在低发送功率区域可实现安全能效和安全速率的同时最大化;在高功率区域,该方案在安全能效方面优于基于安全速率最大化的方案.     

基于扩频通信的伪随机码时间反演多址通信

针对传统时间反演多址技术(time-reversal division multiple access, TRDMA)因用户信道冲激响应空间相关性无法完全正交所引起的多址干扰(multiple access interference,MAI)问题,提出了一种基于扩频通信的伪随机码时间反演多址通信(pseudo-noise code time-reversal division multiple access, PNTRDMA)。该方法在传统TRDMA的基础上,通过在发端为不同用户分配正交的伪随机码,在接收端配备相对应伪随机码对信号进行进一步区分,提高了用户在信道冲激响应空间相关性较高情况下系统的可靠性。通过仿真对PNTRDMA与TRDMA在普通情况下和极端情况下的误码率进行分析,并对PNTRDMA在不同参数情况下的误码率情况进行了分析。仿真结果表明,PNTRDMA能够有效减小MAI,降低系统误码率(bit error rate, BER)。     

在码间干扰和噪声干扰下的误码率分析

本文分析讨论了两种在码间干扰和噪声干扰下误码率的估计方法。第一种是基于泰勒级数展开的分析方法,第二种是基于傅立叶级数展开的分析法,该方法不用码间干扰的矩函数,可用于各种噪声干扰,计算代价低,适用于相干振幅或相位调制技术。     

用串行干扰消除算法提高同频组网信道估计精度

为降低TD-SCDMA系统同频组网时邻区干扰对信道估计精度的影响,提出了一种逐个邻区串行干扰消除的信道估计算法.算法先消除本小区用户的信号,然后依次对每个邻区进行信道估计,重构其中的强干扰用户信号,再逐个从接收训练序列中加以消除,最后用串行消除各个邻区干扰后的接收训练序列对本小区用户进行信道估计.仿真结果表明,采用串行干扰消除的信道估计方法信道估计误差较低,将其用于上行链路的联合检测接收机,解调性能约提升2 dB.因此,所提出的信道估计算法,可有效消除邻区强干扰用户对信道估计精度的影响,从而提高了同频组网时系统的性能.     

基于时间反转镜的自适应聚焦仿真研究

为在水下信号检测中消除水声信道的影响,实现最佳聚焦,在分析时间反转自适应聚焦原理的基础上,研究了时间反转镜(TRM)的自适应聚焦现象.在典型的水文条件下进行了TRM自适应聚焦的仿真研究.结果表明:在随机媒质中,TRM利用水声信道的相干多途特性获得聚焦增益,聚焦效果明显优于均匀媒质;聚焦信号的峰值比均匀媒质高23%.     

多用户全双工无线携能系统中的波束赋形研究

针对多用户全双工蜂窝通信系统,提出了一种基于功耗最小及能量收获最大双目标准则的联合优化方案。该方案采用迫零消除上行链路中多用户干扰,在下行链路,为了实现信息和能量的有效传递,全双工基站分别采用信息波束赋形及能量波束赋形为用户提供通信服务,在保证用户的服务质量及功率约束的同时,实现了功率效率和频谱效率的同步改善。由于功率问题为非凸问题,通过半定松弛将其转化为凸优化问题。仿真结果表明,所提方案相比传统方案能够节约大量的功率,此外全双工基站通过能量波束赋形向下行用户传递能量,有效提高了系统的功率效率。     

基于矩阵变换的OFDM载波干扰消除方法

针对高速移动环境下多普勒效应引起的载波间干扰严重影响了正交频分复用系统的性能问题.该文通过对ICI（inter-carrier interference）系数的分析,在OFDM系统的发射端插入了一个可以用来改变ICI系数的变换矩阵,极大地减小了载波干扰系数.仿真结果验证了该方法的有效性,该方法不仅能够提高系统的载干比,而且能够很好地改善系统的误码率性能.与自消除方法相比,本方法更能节省系统的有效带宽,从而为高速移动环境中应用正交频分复用提供了一种有效的解决方案.     

基于时间反演的多目标信号自适应配对方法

信号配对是多目标无源探测需要解决的首要问题,若目标辐射信号具有相同特征,采用传统的信号分类配对方法难以实现有效的配对,从而产生虚假目标。本文提出了一种基于时间反演的多目标信号自适应配对方法,通过收发信道的匹配滤波特性,在时域和空域上对干扰信号进行滤除,使目标信号在探测空间中自适应地形成时空聚焦区域,并在焦点处反演出目标辐射波形,自适应地实现了接收信号的配对。仿真结果验证了本方法的正确性和实用性。     

基于时间反转的水声信道判决反馈均衡算法

水声通信系统中多径扩展对水声信号传输有不利影响,而传统自适应均衡器不能实时补偿信道时变多径效应,因此利用时间反转技术的空时聚焦性,将时间反转技术与T/2分数间隔判决反馈均衡器相联合,构建了基于时间反转的水声信道判决反馈算法。仿真实验说明该算法可抑制码间干扰,降低误码率,验证了新算法的正确性和有效性。     

CR-NOMA双向中继自干扰能量回收传输方法

针对单向中继自干扰能量收集的认知无线电系统中,窃听用户的接入概率增加,从而影响次用户物理层安全性能的问题,在认知无线电非正交多址接入系统中通过双向中继辅助次用户传输,同时在中继能量捕获受限等约束条件下,最大化弱用户物理层安全速率.由于优化问题为复杂的非凸问题,因此根据半定松弛理论将其转化为凸问题,并通过迭代算法对信号协方差矩阵、中继发送和接收的功率分配因子进行联合优化,进而得到弱用户物理层安全速率的全局最优解.仿真结果表明:与单向中继自干扰能量收集相比,在保证中继节点收集能量和强用户安全传输条件下,弱用户物理层安全速率提高了15.4%.     

全双工非正交多址接入系统的功率控制

研究了采用全双工基站同时为多个半双工下行用户和上行用户提供服务的单载波非正交多址(single-carrier non-orthogonal multiple access, SC-NOMA)系统的资源分配算法设计。考虑了基于能效的单载波NOMA系统上行链路和下行链路的资源分配问题,在保证用户服务质量和功率约束的同时最大化全双工单载波非正交多址接入(Full-duplex single-carrier orthogonal multiple access, FD SC-NOMA)系统的能效。由于目标函数是非凸问题,将原问题转换成非线性分式规划问题,通过采用拉格朗日乘子法得到最优传输功率的闭式解,利用次梯度算法求得最优传输功率。仿真结果表明,与传统的半双工单载波非正交多址接入(half-duplex single-carrier orthogonal multiple access, HD SC-OMA)系统相比,FD SC-NOMA系统能够实现更优的能效。     

基于MT9300的通用多通道回声抵消模块的设计和实现

针对通信系统中的电学回声问题,介绍了一款以MT9300芯片为基础的4*32通道的64m s通用回声抵消模块的设计和实现,该模块可根据实际需求经过简单的复制进行扩展以支持更多的通道,目前在CD-MA系统中的BSC中已经成功应用,有效地提升了语音通话质量。该模块具有良好的通用性,可广泛应用于需要进行回声抵消的通信产品,例如GSM,CDMA,WCDMA等。     

一种适用于单信道全双工通信的PCF协议

针对单信道全双工WLAN系统,在传统半双工点协调功能(PCF)的基础上,提出一种单信道全双工PCF协议,该协议具有自适应单/双向传输、高效询、低功耗等优点;采用M/G/1休假队列模型分析了该协议的时延和吞吐量等性能.性能分析和仿真结果表明:全双工PCF的性能较传统半双工PCF有较大提升;在信噪比和包到达率相等的情况下,时延特性较半双工PCF提升60%以上,吞吐量性能较半双工PCF提升近60%.因此,所提单信道全双工PCF协议更适合用于高速率、大数据量,且对时延敏感的环境.