同时同频全双工场景中的射频域自适应干扰抵消_王俊

同时同频全双工原理与应用一、引言在无线通信领域，同时传输与接收数据是一项非常重要的技术。

同时同频全双工技术能够在同一频段上同时进行发送和接收，大大提高了通信效率。

本文将介绍同时同频全双工的原理和应用。

二、原理同时同频全双工技术的实现主要依靠两个关键技术：自适应消除自我干扰技术和高效信号处理技术。

1. 自适应消除自我干扰技术同时同频全双工技术的核心是如何解决自我干扰问题，因为在同一频段上同时传输和接收信号时，发送信号会对接收信号产生干扰。

为了解决这个问题，需要采用自适应消除自我干扰技术。

自适应消除自我干扰技术主要包括两个步骤：信号检测和干扰消除。

信号检测是通过检测接收信号中的自我干扰信号，提取出干扰信号的特征参数。

干扰消除是根据提取的特征参数，通过算法对干扰信号进行消除。

这样就能够有效地降低自我干扰，实现同时传输和接收。

2. 高效信号处理技术同时同频全双工技术需要对同时传输和接收的信号进行高效处理。

高效信号处理主要包括两个方面：信号分离和信号解调。

信号分离是将同时传输和接收的信号分离成发送信号和接收信号。

这需要采用复杂的算法和高性能的硬件设备来实现。

信号解调是将接收信号进行解调，得到原始数据。

为了提高解调的准确性和效率，需要采用先进的解调算法和高速的处理器。

三、应用同时同频全双工技术在无线通信领域有广泛的应用。

以下是几个典型的应用场景：1. 蜂窝通信蜂窝通信是同时同频全双工技术的重要应用之一。

传统的蜂窝通信只能实现半双工通信，即同一频段上只能同时进行发送或接收。

而采用同时同频全双工技术后，可以在同一频段上同时进行发送和接收，大大提高了通信效率和频谱利用率。

2. 无线局域网无线局域网是另一个适合同时同频全双工技术的应用场景。

在传统的无线局域网中，同一频段上只能有一个设备进行发送或接收。

而采用同时同频全双工技术后，可以实现多个设备在同一频段上同时进行发送和接收，提高了无线网络的容量和吞吐量。

3. 卫星通信在卫星通信领域，同时同频全双工技术也有广泛的应用。

全双工无线通信中射频自干扰抑制的凸优化分析作者：周娟刘岚陈超何梦沈莹来源：《现代电子技术》2020年第11期摘; 要：全双工无线通信网络中，通过有效的自干扰抑制手段，终端设备可以采用同时同频收发的全双工模式工作。

文中主要研究的是有用信号对射频域自干扰抑制性能的影响。

通过对射频自干扰抑制性能的分析，可以看出，在不存在有用信号的情况下，射频自干扰抑制是一个凸优化问题，可以得到最优估计参数及最佳射频干扰抑制性能。

当有用信号存在且信道时变，射频自干扰抑制不再是凸优化问题，自干扰抑制能力下降。

实验仿真验证了理论分析结果，进一步表明有用信号的信道条件是限制射频域自干扰抑制性能的重要因素，且在非凸优化情况下，干扰抑制性能恶化。

关键词：凸优化分析; 无线通信; 全双工模式; 射频域自干扰抑制; 理论分析; 仿真验证中图分类号： TN92⁃34; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码： A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ;文章编号：1004⁃373X（2020）11⁃0029⁃04Convex optimization analysis of radio frequency self⁃interference suppressionin full⁃duplex wireless communicationZHOU Juan1， LIU Lan1， CHEN Chao1， HE Meng2， SHEN Ying2（1. College of Communication Engineering， Chengdu University of Information Technology， Chengdu 610225， China;2. Lab of Anti⁃interference Communication， University of Electronic Science and Technology of China， Chengdu 611731， China）Abstract： With the efficient means of self⁃interference suppression， the terminal equipment in full⁃duplex wireless communication network is allowed to transmit and receive signals infull⁃duplex pattern simultaneously in the same frequency band. The effect of useful signals on the self⁃interference suppression performance of the radio frequency （RF） domain is studied mainly in this paper. By analyzing the performance of RF self⁃interference suppression， it can be found that， in the absence of useful signals， RF self⁃interference suppression belongs to a convex optimization category， and the optimal estimation parameters and optimal RF interference cancellation performance can be obtained. However， when the useful signal exists and the channel is time⁃variant， the RF self⁃interference suppression is no longer a convex optimization problem，and the self⁃interference suppression capability is degraded. The theoretical analysis results were verified by both the simulation and the experiment， which further show that the channel condition of the useful signal is an important factor limiting the self⁃interference suppression performance of the RF domain， and the interference suppression performance is degraded under the condition ofnon⁃convex optimization.Keywords： convex optimization analysis; wireless communication; full?duplex pattern; RF self⁃interference suppression; theoretical analysis; simulation verification0; 引; 言同时同频全双工通信系统中，无线终端在相同时间、相同频率进行信号收发，产生很强的自干扰。

应用于同频带全双工中的宽带自干扰射频抵消技术许江涛;唐炳俊;翟羽健;伍民顺【摘要】针对同频带全双工通信系统存在的自干扰问题,设计完成了一款可集成的单天线同频带全双工自干扰射频抵消系统.同频带全双工系统最关键的问题是:收发机内部发射信号经过不同的路径反射后,通过天线耦合到接收端给接收机带来的强自干扰.由于干扰信号和接收信号位于同一频带内,传统的滤波技术无法将干扰信号滤除,基于正交矢量合成原理,所提可集成自干扰射频抵消技术采用单天线模式,通过自适应控制从发射机获取的两路正交参考信号幅值,合成与自干扰信号幅值相同、相位相同的抵消信号,最后在接收机的射频前端进行相减从而实现自干扰射频抵消.该方法摒弃了限制带宽的相移元件,使得抵消带宽不再严格受限,而且结构简单,易于片上集成,并且采用了自适应控制算法,使得系统工作的适应性更广.系统仿真结果表明,在60 MHz频带内,自干扰射频抵消比均大于41 dB.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2018(052)009【总页数】6页(P71-75,108)【关键词】同频带全双工;自干扰;射频抵消;正交矢量合成【作者】许江涛;唐炳俊;翟羽健;伍民顺【作者单位】西安交通大学电子与信息工程学院,710049,西安;西安交通大学电子与信息工程学院,710049,西安;西安交通大学电子与信息工程学院,710049,西安;西安交通大学电子与信息工程学院,710049,西安【正文语种】中文【中图分类】TN432在通信领域,为了防止发射和接收信号之间的干扰,通常采用频分双工(FDD)或时分双工(TDD)的双工方式。

无论哪种方式,在同一时间、同一频带上均只存在单一方向的信号,如果能够实现同一时间同一频带上的双向通信,即同频带全双工,将在不增加额外频带的基础上,使网络吞吐量加倍,因而可提高频谱的利用率[1-3]。

然而,同频带全双工技术最大的障碍源于收发机内部发射信号耦合到接收端而给接收机带来的自干扰(SI)。

同时同频全双工射频快速自适应干扰抵消算法王俊;赵宏志;唐友喜【摘要】在同时同频全双工收发信机中,考虑单径无线自干扰信道场景,提出了基于快速搜索思想的射频自适应干扰抵消算法.通过分析自干扰幅度估计误差、相位估计误差对射频自干扰抵消后剩余接收信号功率的影响,引出了射频域的快速自适应干扰抵消算法,并讨论了该算法的收敛性.分析与仿真表明,在同时同频全双工系统中,基于快速搜索的射频自适应干扰抵消算法可以有效实现射频域自干扰的抵消;与现有的射频自适应干扰抵消方法相比,其收敛时间减少了约60%.%In a full-duplex transceiver which transmits and receives at the same frequency simultaneously, a radiofrequency (RF) adaptive self-interference cancellation algorithm based on quick search is proposed to cancel the single path self-interference. By analyzing the impact of the magnitude and phase estimation errors on the residual received signal power after the self-interference cancellation, the RF quick adaptive self-interference cancellation algorithm is derived, and its convergence performance is discussed. By analysis and simulation, the RF adaptive self-interference cancellation algorithm based on quick search can effectively cancel the self-interference at the RF domain, and its convergence time decreases by 60% compared with the existing RF adaptive self-interference canceller.【期刊名称】《电子科技大学学报》【年(卷),期】2017(046)004【总页数】8页(P505-512)【关键词】自适应干扰抵消;全双工;快速搜索;射频自干扰【作者】王俊;赵宏志;唐友喜【作者单位】西南民族大学电气信息工程学院成都 610041;电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室成都 611731;电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室成都 611731;电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室成都611731【正文语种】中文【中图分类】TN92同时同频全双工收发信机能够在同一频段上同时收发数据，与传统的时分双工、频分双工收发信机相比，信道容量及频谱利用率更高[1-2]。

全双工大规模MIMO网络中最优天线分配王建伟;张海林【摘要】在全双工大规模MIMO网络中,为了降低自干扰,提升频谱效率,提出了一种最优天线分配算法.该算法在基站采用迫零线性信号处理和存在信道估计误差的前提下,首先推导出系统和速率的紧下界.通过分析该下界,以系统和速率最大化为优化目标,得到最优的收发天线比.理论分析和仿真结果表明:1)收发天线比与上行导频信号发射功率成正比,与下行导频信号发射功率成反比;2)当天线数目无穷大时,最优天线比趋近于1.【期刊名称】《电子科技大学学报》【年(卷),期】2018(047)005【总页数】5页(P660-664)【关键词】天线分配;信道估计误差;全双工;大规模MIMO;最优化问题【作者】王建伟;张海林【作者单位】西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室西安710071;西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室西安710071【正文语种】中文【中图分类】TN92随着通信技术的发展，传统的半双工通信已不能满足用户的需求。

全双工通信作为5G通信中的一项关键技术，允许信号接收和发送同时同频进行，可以有效地利用频谱资源，降低系统时延[1-2]。

大规模MIMO同样作为5G关键技术之一，通过在基站端布置成百上千根天线，可以有效提升数据速率和链路可靠性[3-4]。

在新一代无线通信系统中，多种技术相结合已经成为一种趋势[5-6]。

由于接收天线可以收到自身节点发送的信号，全双工通信面临严重的自干扰问题。

现有的自干扰消除技术主要分为两大类：主动干扰消除和被动干扰消除。

主动干扰消除通过在通信链路部分模块加入有源信号消除自干扰的影响。

文献[7]提出了一种射频端快速自适应干扰抵消算法。

文献[8]提出了一种变窗长全双工自干扰信道估计算法。

被动天线消除技术主要是通过天线自身特性和信号传播特点来设计天线模式，达到干扰消除的目的。

近几年，天线分离技术作为一种被动自干扰消除技术，受到越来越多的关注[9]。

专利名称：多维度光电联合的同时同频全双工自干扰抑制系统及方法
专利类型：发明专利
发明人：朱舸,李小军,谭庆贵,董亚洲,王建晓,梁栋,李琪
申请号：CN202011185122.4
申请日：20201029
公开号：CN112468239A
公开日：
20210309
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：多维度光电联合的同时同频全双工自干扰抑制系统及方法，属于微波毫米波通信技术领域。

本发明将空域、射频域、数字信号域与微波光子域、码域干扰抑制技术结合，形成对同时同频全双工自干扰的多维度综合处理，可达到较高的的干扰抑制度。

申请人：西安空间无线电技术研究所
地址：710100 陕西省西安市长安区航天基地东长安街504号
国籍：CN
代理机构：中国航天科技专利中心
代理人：程何
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制导与引信GUIDANCE & FUZE第41卷第4期2020年12月Vol. 4 1 No. 4Dec. 2020文章编号:1671-0576(2020)04-0022-05同时同频全双工数字快速自干扰抵消算法芮正雄】， 赵彦龙2,陈 旭2,胡 阳1(1.上海无线电设备研究所，上海201109； 2.空军装备部驻上海地区第一军事代表室，上海201109)摘 要：针对同时同频全双工数字自干扰抵消算法迭代次数多、重建自干扰信号所需时间长、自干扰抵消能力不佳的问题，将快速横向递归最小二乘算法用于自适应干扰抵消。

该算法根据信道环境的变化，实时调整重建滤波器的抽头系数，得到最优化的自干扰重建信号，用于同时同频全双工系统自干扰抵消。

仿真结果表明：在相同干信比条件下，快速横向递归最小 二乘算法的自干扰抵消能力和误码率均优于递归最小二乘算法和最小均方算法，且收敛速度最快，收敛后性能最稳定。

关键词：同时同频全双工；快速横向递归最小二乘算法；自干扰抵消中图分类号：TN92文献标志码：ADOI ： 10.3969/j.issn.l 6710576.2020.04.005Digital Self-interference Cancellation Algorithm of Co-timeCo-frequency Full DuplexRUI Zheng-xiong 1 , ZHAO Yan-long , CHEN Xu 2 , HU Yang 1(1. Shanghai Radio Equipment. Research Institute , Shanghai 201109, China ； 2. First Military Representative Office of Air Force Equipment Departmentin Shanghai , Shanghai 201109, China)Abstract ： Aiming at the problem that digital sel--int.erference cancellation algorithm hasmany iterations , takes long time to reconstruct the self-interference signals, and has poorself-interference cance l ation ability ，fast transversal recursive least squares (FTRLS ) algorithm is applied to adaptive interference cancellation of cotime co-frequency full duplex.Accordingtothechangeofchannelenvironment ，thetapcoe f icientofthereconstructionfilter is adjusted in real time to obtain the optimized self-interference reconstruction signal , which can be used for self-interference cancellation of the co-time co-frequency full duplex system.The simulation results show that FTRLS algorithm has better self-interference cancellationability and lower bit error rate than recursive least squares (RTS) and least mean squares (LMS) algorithm under the condition of same interference to signal ratio. FTRLS algorithm has the fastest convergencespeedandthemoststableperformanceafterconvergence.Key words : co-time co-frequency full duplex ； FTRLS algorithm ； se —-int.erference cancellation收稿日期:2020-03-30作者简介：芮正雄(1993—),男，硕士，工程师，主要从事数据链信号处理技术研究。