全双工通信中时频域与极化域处理级联的自干扰消除方法
【专利摘要】本发明提供了一种全双工通信中时频域与极化域处理级联的自干扰消除方法，属于无线通信【技术领域】。本方法在每个通信节点配备用来发送和接收极化信号的正交双极化天线，本地节点进行极化数字信号处理。本方法包括：接收端进行时频域的射频自干扰消除；经射频自干扰消除后的极化信号经下变频到达基带，根据先验的自干扰极化状态和期望信号极化状态构建斜投影极化滤波算子，进行极化滤波；遵循输出信干噪比最大的原则，进行期望信号的匹配接收。本发明克服了传统方案中自干扰和期望信号相互重叠难以区分的问题，在基带使用信号的极化维度信息进行自干扰消除，避免了对时频信息的重复使用，提高了自干扰消除增益，达到自干扰消除的目的。
【专利说明】全双工通信中时频域与极化域处理级联的自干扰消除方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于无线通信【技术领域】，具体地说，是指一种全双工通信中时频域与极化 域处理级联的自干扰消除方法。
【背景技术】
[0002] 随着无线通信技术及业务的发展，无线网络正面临着有限频谱资源与大量业务对 频谱资源需求的矛盾。为此，业界提出了同时同频全双工技术（下文简称全双工），该技术 通过自干扰消除技术实现了通信双方利用相同的频谱资源同时进行通信的功能需求，提高 了频谱利用率，并有解决传统无线通信遗留问题、增加通信保密性的潜在优势，从而获得业 界广泛关注。
[0003] 全双工通信节点的接收信号由三部分组成：自干扰、期望信号和噪声，如图1所 示。以N1为本地节点，N2为远端节点为例，说明自干扰和期望信号的概念：由本地发送天 线发送且被本地接收天线接收到的信号部分称为自干扰；由远端发送天线发送且被本地接 收天线接收到的信号部分称为期望信号。自干扰通常比期望信号强60dB左右，因此，自干 扰消除是实现全双工的首要任务。
[0004] 现有的自干扰消除大部分利用时频维度进行自干扰消除，主要做法是根据已知的 本地发送信号，分别在射频和基带重构反相的自干扰信号，使之与接收信号合并，以达到自 干扰消除的目的。这种做法的缺点是射频和基带的两次自干扰重构都依赖于有限的时频信 息，射频自干扰消除会限制基带自干扰消除性能。
【发明内容】
[0005] 本发明解决的技术问题是：通过对信号极化域特征的利用，增加了时频交叠的不 同信号间的区分度，并通过极化数字信号处理的方法达到自干扰消除的目的。
[0006] 为了解决上述问题，本发明提供了一种全双工通信中时频域与极化域处理级联的 自干扰消除方法，在每个通信节点配备用来发送和接收极化信号的正交双极化天线，以赋 予发送信号既定的极化状态。
[0007] 本发明的全双工通信中时频域与极化域处理级联的自干扰消除方法，实现步骤如 下：
[0008] 步骤1 :在接收端进行极化信号的水平支路和垂直支路联合的时频域射频自干扰 消除，并保证不改变自干扰的极化状态；
[0009] 步骤2 :经射频自干扰消除后的极化信号经下变频到达基带后，根据先验的自干 扰极化状态和期望信号极化状态构建斜投影极化滤波算子，进行极化滤波；
[0010] 步骤3 :遵循输出信干噪比最大的原则，进行期望信号的匹配接收。
[0011] 所述的步骤2中，设S表示期望信号极化状态，I表示自干扰极化状态，自干 扰极化状态张成的子空间为Span{I}，期望信号极化状态张成的子空间为Span{S}， 则沿着Span {1}向Span {S}投影的斜投影极化滤波算子
【权利要求】
1. 一种全双工通信中时频域与极化域处理级联的自干扰消除方法，在每个通信节点配 备用来发送和接收极化信号的正交双极化天线，其特征在于，该极化域数字自干扰消除方 法包括如下步骤： 步骤1 :在接收端进行极化信号的水平支路和垂直支路联合的时频域射频自干扰消 除，并保证不改变自干扰的极化状态； 步骤2 :经射频自干扰消除后的极化信号经下变频到达基带后，根据先验的自干扰极 化状态和期望信号极化状态构建斜投影极化滤波算子，进行极化滤波； 设S表示期望信号极化状态，I表示自干扰极化状态，自干扰极化状态张成的子空间为 Span {1}，期望信号极化状态张成的子空间为Span {S}，则沿着Span {1}向Span {S}投影的斜 投影极化滤波算子
其中，
为自干扰极 化状态张成的子空间Span{I}的正交投影算子； 设到达基带后的极化信号为Y(k)，用斜投影极化滤波算子QSI对该极化信号进行极化 滤波后的输出信号为QSIY(k) =Es(k)+QSIN(k)，其中，Es(k)表示期望信号的极化信号序列， N(k)表示二维独立的复高斯白噪声，k表示采样时刻； 步骤3 :进行期望信号的匹配接收，得到的输出信号y(k)为： y (k) = SH [QSIY (k) ] = xs (k) +n0 (k) 其中，njk)表示输出的噪声，njk) = SHQSIN(k)。
2. 根据权利要求1所述的一种全双工通信中时频域与极化域处理级联的自干扰消除 方法，其特征在于，所述的极化域数字自干扰消除方法，在每个通信节点配备两副正交双极 化天线。
3. 根据权利要求1所述的一种全双工通信中时频域与极化域处理级联的自干扰消除 方法，其特征在于，所述的步骤1中，对水平支路和垂直支路各使用一片QHx220电路进行时 频域的射频自干扰消除，设置两片QHx220电路具有共同的时钟和控制信号，控制信号由两 路射频自干扰消除的自干扰剩余量之和反馈得到。
【文档编号】H04L25/03GK104125180SQ201410374085
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】冯春燕, 刘瑶, 郭彩丽, 曾志民, 厉东明 申请人:北京邮电大学